ADAMS后处理曲线图.docx

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ADAMS后处理曲线图

ADAMS后处理—曲线图

ADAMS/PostProcessor绘制仿真结果的曲线图

将仿真结果用曲线图的形式表达出来，能更深刻地了解模型的特性。

ADAMS/PostProcessor能够绘制仿真自动生成结果的曲线图，包括间隙检查等，还可将结果以用户定义的量度或需求绘制出来，甚至可以将输入进来的测试数据绘制成曲线。

绘制出的曲线由数据点组成，每个数据点代表在仿真中每个输出步长上创建的输出点的数据。

在创建了曲线之后，可以在曲线上进行后处理操作，比如通过信号处理进行数据过滤，以及数学运算等。

也可以手动改变数值或者写表达式来定义曲线上的数值。

7.4.1由仿真结果绘制曲线图的类型

ADAMS提供了由几种不同类型仿真结果绘制曲线图的功能。

对象（Object）—模型中物体的特性，如某个构件的质心位置等。

如果要察看物体的特性曲线图，必须先运行ADAMS/View后再进入ADAMS/PostProcessor，或者导入一个命令文件（.cmd）。

量度（Measure）—模型中可计量对象的特性，如施加在弹簧阻尼器上的力或者物体之间的相互作用。

也可以直接在ADAMS产品中创建量度，或者导入测试数据作为量

制曲线图模式下的控制面板

（2）绘制物体特性曲线

物体特性的曲线可以直接绘制，而不必重新创建量度来绘制特性曲线，并可选择同时显示一条以上的特性曲线。

绘制特性曲线,必须在运行ADAMS/View后进入ADAMS/PostProcessor或者导入模型和结果。

绘制物体特性数据的曲线，在控制面板上设置“Source”为“Objects”，控制面板改变成显示所有绘制曲线图时可用的结果。

再选择要绘制特性曲线的模型，从“Object”菜单中选择要绘制特性的物体，“Object”菜单中包含了模型中所有构件的清单。

从特性“Characteristic”菜单中选择要绘制曲线的特性，然后从分量“Component”菜单中选择一种或多种需要绘制特性的分量。

选择“AddCurves”将数据曲线添加到当前曲线上。

（3）绘制量度曲线

在控制面板上设置“Source”为“Measures”，控制面板改变成显示所有绘制曲线图时可用的量度。

再从“Simulation”菜单中选择一次仿真结果，该菜单中包含了所有可以绘制成曲线的数据资源，当调入额外的仿真结果时也会添加到“Simulation”菜单中。

接着选择想要绘制的量度，并在控制面板上选择添加曲线“AddCurves”将曲线添加到当前页。

（4）绘制请求或结果曲线

在控制面板上设置“Source”为请求（绘制请求的分量）或结果（绘制来自仿真结果的分量），

控制面板改变为显示所有绘制曲线图时可用的结果。

再从“Simulation”菜单中选择一次仿真结果，该菜单中包含了所有可以创建曲线的数据资源，当调入额外的仿真结果时也会添加到“Simulation”菜单中。

然后从“ResultSet”或“Request”菜单中选择一个结果或者请求，再从“Component”菜单中选择要绘制的分量，并选择添加曲线“AddCurves”将数据曲线添加到当前曲线图。

（5）绘制系统模态

在控制面板上设置“Source”为系统模态“SystemModes”，然后从“Eigen”菜单中选择一个特征值，再选择“AddCurves”添加曲线。

（6）查看测试数据

通过在“File”菜单中使用“Import”命令读入ASCII格式的文件,可以很方便地导入测试数据。

ADAMS/PostProcessor将测试数据以栏式文件的格式导入，并以量度的形式保存数据。

一旦ADAMS/PostProcessor将测试数据以量度的形式导入，就可象其他形式的量度一样对其进行绘图、显示和修改。

（7）快速浏览仿真结果

可以快速地浏览仿真结果而不用创建大量的曲线图页面。

在控制面板的右端选择“Surf”，然后选择想要绘制的仿真结果，在作出选择后ADAMS/PostProcessor能够在当前页面上自动清除当前曲线而显示新的仿真结果。

继续选择仿真结果就可以在同一张页面上陆续绘制不同的曲线，而不用不断生成新的页面。

（8）在曲线图页面上添加多条曲线

可以在一个曲线图页面上添加多条曲线，也可以选择在每次添加曲线时创建一个新的曲线图页面，或者对每个不同的物体、请求和结果创建不同的曲线图页面。

ADAMS/PostProcessor允许将一个物体的速度、加速度和位移自动地绘制在一个曲线图页面上，当针对不同的物体绘制曲线时可以设置ADAMS/PostProcessor自动为这些数据创建新的曲线图页面。

如果选择在当前曲线图页面上添加多条曲线，ADAMS/PostProcessor将为每条新曲线分配不同的颜色和线型以便将不同曲线区分开来。

对于所定义的颜色、线型和符号可以改变缺省定义的属性。

ADAMS/PostProcessor为每种单元类型创建一个纵坐标轴。

例如，如果在同一个曲线图内绘制位移和速度两条曲线，ADAMS/PostProcessor将自动地显示两个纵坐标轴（一个对应位移,一个对应速度）。

添加曲线时首先要选择需要绘制的结果，然后从位于添加曲线“AddCurves”下面的选项菜单中选择希望采用何种方式添加曲线，可以选择：

●AddCurvestoCurrentPlot—添加曲线到当前曲线图页面上。

●OneCurvesPerPlot—在一张新页面上创建该曲线。

●OnePlotPerObject,Request,OrResult—针对一项特定的物体、请求或结果创建一条新曲线（对于量度不可用）。

（9）使用除时间值外的横坐标轴

曲线图中用于绘制横坐标轴的缺省数据是仿真时间。

也可选择除仿真时间外的其他数据作为横坐标轴，在控制面板右端横坐标轴区域选择“Data”，出现横坐标轴浏览器，然后选择想要作为横坐标轴的数据再选择“OK”。

7.4.3曲线图上的数学计算

可以对任一曲线上的数据进行数学计算，这些操作包括：

（1）将一条曲线上的值与另一条曲线上的值进行加、减、乘运算。

（2）计算曲线数值的绝对值或对称值。

（3）对曲线上的值进行插值以创建一条均匀分布采样点的曲线。

（4）按特定比例将曲线进行缩放。

（5）按特定值平移曲线，平移曲线就是沿相应轴转换数据。

（6）将一条曲线与另一条曲线的开始点对齐，或者将曲线的开始点挪至零点，将曲线对齐有助于比较曲线上的数据。

（7）从曲线上的值创建样条曲线。

（8）手动改变曲线上的值。

（9）过滤曲线数据。

也可以在基于计算的基础上创建新的曲线，或者对所选来操作的第一条曲线进行修改。

（1）显示曲线编辑工具栏

当选择进行数学计算时，ADAMS/PostProcessor显示出曲线编辑工具栏,如图7.4-2所示:

图7-8曲线编辑工具栏

切换是否显示曲线编辑工具栏的开关，需在“View”菜单中选择“Toolbars”，然后选择“CurveEditToolBar”，曲线编辑工具栏就出现在窗口上端的主工具栏下面。

（2）在曲线数据上进行简单的数学计算

通过在曲线上进行简单的数学计算可以对曲线进行修改，可以使用包含在另一条曲线中的值或重新指定一个值，进行操作的曲线必须属于同一个曲线图。

如果想改变基于数值的曲线而不创建新的曲线，需在曲线编辑工具栏的最右端清空“CreateNewCurve”选项。

ADAMS/PostProcessor有时需要两条曲线来完成这些操作而修改第一条曲线（如求减运算）。

1．将一条曲线的值与另一条曲线的进行加,减,乘

按照要进行的操作在曲线编辑工具栏中选择工具，如曲线数据相加“AddCurveData”、曲线数据相减“SubtractCurveData”或曲线数据相乘“MultiplyCurveData”。

然后选择要被加,减,乘的曲线，再选择第二条曲线。

2．找出数据点绝对值或对称点

在曲线编辑工具栏中选择将要进行操作的工具，如绝对值工具“AbsoluteValue”，或找对称点工具“Negate”。

然后选择一条曲线进行操作。

3．产生采样点均匀分布的曲线（曲线插值）

在曲线编辑工具栏中选择曲线采样工具“CurveSampling”，然后从工具栏右端的选项菜单中选择用于插值的样条曲线类型，继而输入需要生成的插值点的数目（缺省的为1024，必须输入一个正整数）再选择需要进行操作的曲线。

4．按特定值缩放或平移曲线

在曲线编辑工具栏中选择下列工具：

缩放工具“Scale”或平移工具“Offset”，然后在曲线编辑工具栏右端出现的文字栏中输入缩放或平移值，再选择需要进行操作的曲线。

5．将一条曲线与另一条曲线的开始点对齐

在曲线编辑工具栏中选择“AlignCurvetoCurve”工具，然后选择要对齐的曲线，再选择第二条曲线。

6．将曲线的开始点移至零点

在曲线编辑工具栏中选择“AlignCurvetoZero”工具，然后选择需要进行操作的曲线。

（3）计算曲线的积分或微分：

可进行已存在数据点的积分和微分操作。

在曲线编辑工具栏中选择积分工具“Integrate”或者微分工具“Differential”，然后选择要进行该运算的曲线，再选择第二条曲线。

（4）由曲线生成样条

可从一条曲线上提取数据点，然后由这些点生成样条。

在曲线编辑工具栏中选择样条工具“Spline”，在出现于曲线编辑工具栏左边的样条名称文本框中输入样条的取名，然后选择曲线即可由曲线生成样条。

（5）手工修改数据点数值

对于已经生成的任何曲线都可手工修改数据点的数值，手工修改数据点的数值时各顶点处的点以高亮显示。

首先选择需要高亮显示的曲线，然后在特性编辑器中设置移动数据点的方向为水平、垂直还是任意方向，再将光标置于高亮显示的点上将其拖动到所需的位置。

曲线图的处理

ADAMS/PostProcessor提供了若干对曲线图进行处理的工具，包括进行滤波以消除噪声信号、进行快速傅立叶变换和生成伯德图等。

7.5.1曲线数据滤波

对曲线数据进行滤波操作可以消除时域信号中的噪声，或者强调时域信号中特定的频域分量。

ADAMS/PostProcessor提供两种类型的滤波，一种是由TheMathWorks公司开发的MATLAB软件中采用的Butterworth滤波，另一种是直接指定传递函数。

（1）滤波的方法

ADAMS/PostProcessor提供两种滤波的方法：

1．连续滤波

连续滤波将时域信号通过快速傅立叶变换转化到频域，然后将结果函数与滤波函数相乘，再进行逆傅立叶变换。

2．离散（数值）滤波

直接针对时域信号进行离散滤波操作，这时在某一特定时间步长上滤波后的信号是由前面的输入、输出信号和离散传递函数经计算得到的。

（2）产生滤波函数

采用曲线编辑工具栏，可产生滤波函数。

1．产生Butterworth滤波函数

先从曲线编辑工具栏中选择曲线滤波工具，在FilterName文本框中单击右键后选择FilterFunction–Creat，就进入产生滤波函数对话框。

然后在对话框中键入滤波的名字，选择Butterworth滤波，并选择滤波的方法是连续的还是离散的，是低通、高通、带通还是带阻，还要指定滤波阶数，以及阻断频率。

2．产生基于传递函数方式的滤波函数

同样先从曲线编辑工具栏中选择曲线滤波工具，在FilterName文本框中单击右键后选择FilterFunction–Creat，进入产生滤波函数对话框后在对话框中键入滤波的名字，并选择TransferFunction滤波。

然后选择滤波的方法是连续的还是离散的，还要指定传递函数分子、分母的系数，系数可直接输入数值，或者由Butterworth滤波转换生成。

还可利用检查格式和生成曲线图按钮来检查格式、生成增益和相位的曲线图。

（3）执行滤波函数

生成滤波函数后即可对滤波曲线进行滤波操作，先选择需要滤波的曲线，再从曲线编辑工具栏中选择曲线滤波工具，然后在滤波名称文本框内输入要采用的滤波函数的名称，并通过名称文本框后面的复选框选择是否执行0相位操作。

按照以上步骤可对曲线执行滤波操作。

7.5.2快速傅立叶变换

快速傅立叶变换（FFT）是一种有效的数学算法，可将时域函数映射到正弦分量。

FFT在模型中以时间为自变量,可将函数转换为频域形式,分离出以正弦分量表达的频率成分。

（1）FFT表示法

ADAMS/PostProcessor包含三种表示频域数据的方法:

FFTMAG、FFTPHASE和PSD（PowerSpectralDensity）。

1．FFTMAG

FFTMAG确定FFT算法返回复数值的绝对值的大小，ADAMS/PostProcessor以频率为自变量x轴、以复数值大小为y轴绘制出频率数据的左半边频谱，而右半边频谱是左半边的镜像。

2．FFTPHASE

FFTPHASE确定标准FFT算法返回复数值的相位角，在给定频率处给出时域数据中等效正弦函数表达的相位差。

3．PSD（PowerSpectralDensity）

任何基于时间的模型其信号在时域和频域中都有相同的总功率，在谱分析中感兴趣的就是在频率间隔中所包含功率的分布，PSD表达的就是信号在其频率成分上的功率分布。

PSD曲线通常看上去和FFTMAG曲线相似，但具有不同比例。

（2）Window函数

FFT算法假定时域数据是来自连续无限数据系列中的周期性样本，开始和结束的条件假定是能够匹配的。

Window函数能过滤掉因为开始和结束的条件不匹配而引起的不连续，并确保FFT的周期性。

Window函数类似于单位阶跃输入，能保持FFT输出的幅值，但容许微小的不连续。

Window函数趋向于减小峰值频率幅值的准确性，也可以类似地显著减少因为终点条件不连续而引起的负面影响。

采用何种window函数应根据实际情况确定。

可供选用的window函数有矩形、三角、Hanning、Hamming、Welch、Parzen、Bartlett、Blackman等。

（3）构造FFT曲线

选择要进行信号处理的曲线，再从“Plot”菜单中选择FFT，于是出现FFT对话框。

选择要使用的window函数类型，输入要进行信号处理曲线的开始时间和结束时间，指明插值点的数目（点的数目必须为正整数），并将y轴设置为MAG,Phase,或者PSD，然后选择Apply执行FFT操作。

7.5.3生成伯德图

伯德图提供了一种研究线性系统频率响应函数（FRF）及对非线性系统进行线性化的工具。

频率响应函数测量的是采用不同频率单位简谐振动作为输入时的输出响应。

伯德图可以显示线型系统所有输入输出组合的幅值增益和输入输出间的相位差。

（1）构造伯德图的方法

ADAMS/PostProcessor提供三种构造伯德图的方法，主要时基于线性系统的不同表达方式。

这三种方法是传递函数表达、线性状态空间矩阵（A、B、C、D矩阵）表达和输入输出对表达。

（2）生成伯德图

从“Plot”菜单中选择BodePlots，于是出现伯德图对话框。

在对话框中选择不同的输入类型，对话框根据不同输入类型又要求输入不同的数据，数据输入完成后点击OK按钮生成伯德图。