UGNX運動仿真STEP、SHF、POLY函數(shù)詳解及綜合應用

1、文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編輯.歡迎下載支持. 文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編輯.歡迎下載支持. 文檔來源為:從網(wǎng)絡收集整理.word版本可編輯.PAGE6文檔來源為:從網(wǎng)絡收集整理.word版本可編輯.文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編輯.歡迎下載支持. 文檔來源為:從網(wǎng)絡收集整理.word版本可編輯.STEP函數(shù)詳解使用UG運動仿真模塊的伙伴們都該知道編寫運動仿真的函數(shù)式是個難點，也是重點，其中又以STEP函數(shù)式使用最多，也是比較容易理解的一種運動函數(shù)。今天在這里給大家簡單分析講解一下。 那么首先要了解STEP函數(shù)的格式： STEP

2、（x，x0，h0，x1，h1）其上五個變量中，第一個（x）是橫坐標定義；第二個（x0）是時間起點（就是說，你要他什么時候開始遞加遞減；）；第四個（x1）是時間終點（你要他什么時候結(jié)束遞加遞減）；第三個（h0）為遞加遞減數(shù)值的起點；第五個（h1）為相對于0點的遞加遞減數(shù)值，這個是你可以自行修改的。 下面舉個例子： STEP（x，3，0，6，100），意義：第一秒到第三秒，位移為0，即物體靜止；第三秒到第六秒，物體位移100。復雜STEP函數(shù)式又分為嵌入式和增量式。嵌入式：（絕對模式）STEP(x,x0,h0,x1, (STEP(X,X1，H1，X2，(STEP(X,X2，H2，X3，H2) 增量

3、式：（相對模式）STEP(x,x0,h0,x1,h1)+STEP(X,X1，H2，X2，h3)+STEP(X,X2，H4，X3，H5)+嵌入式的復雜函數(shù)式STEP(x,12,0,16,STEP(X,16,260,20,STEP(X,24,0,28,STEP(X,28,260,32,STEP(X,34,0,37,STEP(X,37,260,40,0)意義：0-12秒，物體靜止；12-16秒，物體位移260；16-20秒，物體回到初始0位置，也就是相對上一個位置做了-260位移；20-24秒，物體靜止；24-28秒，位移260；28-32秒，物體回到初始0位置，也就是相對上一個位置又做了-260位

4、移；32-34秒，物體靜止；34-37秒，物體位移260；37-40秒，物體回到初始0位置。（絕對模式）STEP(x,0,0,3,STEP(x,3,200,9,STEP(x,9,-200,12,STEP(x,21.5,0,24,STEP(x,32,150,34,STEP(x,40,259.8,42,0)意義：0-3秒，物體位移200；3-9秒，物體位移-200，即期間物體移動了400；9-12秒，物體回到初始0位置，即移動了200；12-21.5秒，物體靜止；21.5-24秒，物體位移150；24-32秒，物體靜止；32-34秒，物體位移259.8；34-40秒，物體靜止；40-42秒，物體回

5、歸初始0位置。（絕對模式）增量式的復雜函數(shù)式STEP(x,0,0,12,0)+STEP(x,12,0,16,260)+STEP(X,16,0,20,-260)+STEP(x,20,0,24,0)+STEP(X,24,0,28,260)+STEP(X,28,0,32,-260)+STEP(x,32,0,34,0)+STEP(X,34,0,37,260)+STEP(X,37,0,40,-260)等同于：STEP(x,12,0,16,260)+STEP(X,16,0,20,-260)+STEP(X,24,0,28,260)+STEP(X,28,0,32,-260)+STEP(X,34,0,37,26

6、0)+STEP(X,37,0,40,-260)亦等同于：STEP(x,12,0,16,STEP(X,16,260,20,STEP(X,24,0,28,STEP(X,28,260,32,STEP(X,34,0,37,STEP(X,37,260,40,0)意義：0-12秒，物體靜止，原地不動；12-16秒，物體相對上一位置位移260；16-20秒，物體相對上一位置移動-260；20-24秒，物體靜止；24-28秒，相對上一位置位移260；28-32秒，物體相對上一位置移動-260；32-34秒，物體靜止；34-37秒，相對上一位置位移260；37-40秒，物體相對上一位置移動-260。（相對模式）

7、舉個例子STEP(x,1,0,2,20)+STEP(x,6,0,12,-40)意義：1秒到2秒：從0度轉(zhuǎn)到20度；2秒到6秒：電機保持在20度位置上不動； 6秒到12秒：由20度反轉(zhuǎn)40度，結(jié)果為停留在-20度。所以，增量式有兩個特性必須記?。?，除非輸入新的STEP，否則，上一個STEP的漸變結(jié)果將在接下來的時間里，一直保持。2，每個STEP只能從0開始漸變，所以，每一次的STEP都是相對于上一次操作結(jié)果的累加計算。特點：有運動就寫，無運動就不寫。所定義的時間是絕對的，移動的值卻是相對的(所以H0都為0)。重點提示：在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動中，如果選擇，則在STEP函數(shù)中轉(zhuǎn)360度就不需要加“d”,例如：

8、STEP(time,0,0,2,360)，表示在2秒內(nèi)轉(zhuǎn)360度一周。如果選擇，則要事先在表達式中建表達式如K=2*pi(),類型為恒定，再在XY函數(shù)管理器里的STEP函數(shù)中調(diào)用表達式K。例如：STEP( x,0,-2*K,2,2*K)+STEP( x,3,0,5,-4*K)，表示進行仿真前先反轉(zhuǎn)2周做為初始（0秒時），2秒內(nèi)正轉(zhuǎn)4周，停1秒，第3秒到第5秒的2秒內(nèi)反轉(zhuǎn)4周。（因為在NX8.5中，STEP函數(shù)不支持直接調(diào)用pi(),deg(),rad()等函數(shù)。）舉例對比增量式與嵌入式的區(qū)別上圖可以寫成增量式：STEP(x,2,1,3,3)+ STEP(x,3,0,4,0)+STEP(x,4,

9、0,5,-3)或STEP(x,2,1,3,3) +STEP(x,4,0,5,-3)；也可以寫成嵌入式：STEP(x,2,1,3,STEP(x,4,3,5,0) 如圖驗證：備注：網(wǎng)上很多教材都把這個給搞錯了！不同時間段，連桿做不同函數(shù)運動形式t0-t1時間段內(nèi)，讓連桿以f（x）函數(shù)形式運動；t1-t2時間段內(nèi)，讓連桿以直線形式運動，在t2-t3內(nèi)，讓連桿以g（x）函數(shù)形式運動，以此實現(xiàn)連桿在不同時間段以兩種或多種函數(shù)形式運動。t0-t1時間段函數(shù)圖形轉(zhuǎn)換：按照相同時間段將第一個函數(shù)運動圖轉(zhuǎn)換為第二個函數(shù)運動圖，按照step函數(shù)表達可以寫出：t0-t1時間段，step表達為：（step（time，

10、t0+0.001，0，t0，1）+step（time，t1+0.001，0，t1，-1）由于step函數(shù)時間段起始和結(jié)束時間點不能相等，也就是不能是垂直直線形式圖變，因此可以在時間點t0附近添加一個微小時間段，近似垂直直線形式突變。如果將轉(zhuǎn)換形式的step函數(shù)*f（x），那么連桿在t0-t1時間段的運動形式就可以以f（x）運動，大家也可以從函數(shù)值上來理解，就是1乘以任何數(shù)值無法改變被乘數(shù)值，即f（x）任何函數(shù)值與1相乘，數(shù)值不變，即實現(xiàn)連桿在t0-t1時間內(nèi)以f（x）形式運動。由此可知在t0-t1時間段內(nèi)，f（x）運動形式表達為：（step（time，t0+0.001，0，t0，1）+step

11、（time，t1+0.001，0，t1，-1）* f（x）t1-t2時間段函數(shù)圖形轉(zhuǎn)換：在t1-t2時間段，這個時間段為直線運動，按照矩形方波圖形，step函數(shù)形式表達：step（time，t1+0.001，0，t1，1）+ step（time，t2+0.001，0，t2，-1）依據(jù)第一個時間段詳細講解，可知，t1-t2時間段內(nèi)，連桿運動形式表達為：（step（time，t1+0.001，0，t1，1）+ step（time，t2+0.001，0，t2，-1）*h1t2-t3時間段函數(shù)圖形轉(zhuǎn)換：t2-t3時間段，根據(jù)矩形方波，step表達為step（time，t2+0.001，0，t2，1）+

12、step（time，t3+0.001，0，t3，-1）由上可知，在t2-t3時間段內(nèi)，g（x）運動形式表達為（step（time，t2+0.001，0，t2，1）+step（time，t3+0.001，0，t3，-1）*g（x)總結(jié)：不同時間段，不同函數(shù)運動形式step表達方式，只需要將每個時間段變成0-1的矩形方波，將時間段開始和結(jié)束時間點添加一個微小時間段，對開始時間點添加微小時間增量的時間段，進行step函數(shù)書寫后，再對結(jié)束時間點進行相同的step函數(shù)書寫，將開始和結(jié)束時間的step函數(shù)進行加和后再乘以相應的函數(shù)，即可完成相應函數(shù)的運動形式。因此上圖中連桿的兩種函數(shù)g（x）、f（x）加一

13、條直線的step函數(shù)控制為：（step（time，t0+0.001，0，t0，1）+step（time，t1+0.001，0，t1，-1）* f（x）+（step（time，t1+0.001，0，t1，1）+ step（time，t2+0.001，0，t2，-1）*h1+（step（time，t2+0.001，0，t2，1）+step（time，t3+0.001，0，t3，-1）*g（x)多項式函數(shù)poly（x，x0，a0，a1，a2，a30）=a0+a1*（x-x0）+ a1*（x-x0）2+a30*（x-x0）30 x是自變量。x0為初始值，a0到a30為系數(shù)，當x0=0時，取到a1系數(shù)，

14、則多項式為一條一次曲線，y=a0+a1*x，當取到a2系數(shù)時，則多項式為一條二次曲線（拋物線），y=a0+a1*x+a2*x2由此可知，多項式函數(shù)是控制連桿線性運動或二次曲線運動的函數(shù)，x取變量time余弦函數(shù)簡諧運動shf（x，x0，a，w，phi，b）=asin（w（x-x0）-phi）+b簡諧運動既是最基本也是最簡單的一種機械振動，如果一個質(zhì)點的運動方程有如下形式：即，質(zhì)點的位移隨時間的變化是一個簡諧函數(shù)，顯然此質(zhì)點的運動為簡諧振動。w為角速度，單位為度/秒或者弧度/秒。下圖為簡諧運動的圖像，表示的是振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律。是一條正弦或余弦曲線。由以上講解可知，shf函數(shù)中，x為

15、變量，一般取time，x0為初始時間點，a為振幅，w為角速度，phi為初項，也就是t等于0時，角度值，b表示截距，也就是余弦函數(shù)的位移。綜合應用實例連桿運動規(guī)律圖如下建?？臻g，曲線工具，直線命令，在xy平面內(nèi)繪制兩條垂直直線:進入運動仿真，新建運動仿真，默認設置確定，新建連桿，由于直線不是實體，因此需要設置質(zhì)心和質(zhì)量等參數(shù)，任意設置即可，另一條直線連桿設置相同。仿真導航器里，兩個直線連桿：第一個滑動副，選擇連桿1，由于是直線，所以“選擇連桿”、“指定原點”、“指定矢量”三個直接被選中，如果方向不對可以利用反向進行調(diào)整驅(qū)動，設置恒定速度10mm/s，根據(jù)規(guī)律圖2-3秒時間段可知，2秒時位移為20

16、，3秒時位移為30，因此驅(qū)動速度為10。第二個滑動副，選擇連桿2，選擇方法和上一個相同，基本里選擇連桿1，即連桿2相對于連桿1運動驅(qū)動，選擇函數(shù)點擊函數(shù)向下箭頭，調(diào)出函數(shù)對話框，默認設置，選擇新建函數(shù)按鈕切換到運動函數(shù)，拉到最后，里面有step函數(shù)，poly函數(shù)和shf函數(shù)，按照圖片所示，利用這三個函數(shù)對連桿進行驅(qū)動雙擊任何一個函數(shù)后，函數(shù)自動被添加上來，依次來修改參數(shù)依據(jù)運動曲線時間段被分解成0-2,2-3,3-4,4-8,8-10等5個時間段，根據(jù)之前的講解，將每個時間段轉(zhuǎn)換成矩形方波，進行step函數(shù)表達，結(jié)果分別為：時間段0-2秒，y=20的直線運動：(STEP( time, 0.00

17、01, 0, 0, 1)+STEP( time,2.0001, 0, 2, -1)*20時間段2-3秒，y=10t的一次線性運動，由于連桿1的運動速度為10mm/s，因此，這個時間段內(nèi)運動函數(shù)即為y=10t，轉(zhuǎn)換為多項式函數(shù)表達，a0即為截距0，a1系數(shù)為10，x0初項為0：(STEP( time, 2.0001, 0, 2, 1)+STEP( time,3.0001, 0, 3, -1)*POLY( time, 0, 0, 10)時間段3-4秒，y=30的直線運動：(STEP( time, 3.0001, 0, 3, 1)+STEP( time,4.0001, 0, 4, -1)*30時間段

18、4-8秒，y=20*sin（360/4*t）+30的正弦函數(shù)，振幅為20；w角速度，時間段內(nèi)為4s，想讓連桿2在4秒內(nèi)運動一個完整波形，也就是360度，因此角速度計算為360/4=90度/秒；截距為30；初項為0，因為是標準的正弦函數(shù)，從0度開始；注意shf函數(shù)中，w位置90d表示90度/s，如果不加d的話，則表示的弧度單位：(STEP( time, 4.0001, 0, 4, 1)+STEP( time,8.0001, 0, 8, -1)*SHF( time, 0, 20, 90d, 0, 30)時間段8-10秒，直線y=30運動：(STEP( time, 8.0001, 0, 8, 1)+STEP( time,10-0.0001, 0, 10, -1)*30將這5段相加起來，函數(shù)就算編寫完了，按確定，返回xy函數(shù)管理器，再次確定即可，一直到返回運動副對話框，確定即可完成連桿2運動副創(chuàng)建。確定后，兩條直線連桿創(chuàng)建的滑動副完成。創(chuàng)建標記，選擇連桿2，指定連桿2下部端點為標記點建立追蹤，方正導航里，選擇上面創(chuàng)建的標記，確定。新建解