【工具篇】 Solidworks导出xml模型到matlab及simscape一系列输入输出参数设置

这个插件跟提到的sw2urdf插件是平行关系；本插件的作用是【并最终在matlab simscape中使用】同时包括了设置模型质量的内容

学书才浅

8605人浏览 · 2023-02-06 19:01:43

学书才浅 · 2023-02-06 19:01:43 发布

这个插件跟上一篇文章提到的sw2urdf插件是平行关系；
本插件的作用是 将solidworks的装配体导出成xml文件【并最终在matlab simscape中使用】

该插件的下载方法及使用方法在matlab官方均有提供
如果看不懂英文，也可以看SolidWorks模型导入到MATLAB（Simulink-Simscape）详细过程这篇文章，博主把英语文档翻译了一遍。

另附matlab端的操作指南和Solidworks端的操作指南。

写在前面：

本文与官网教程略有出入，只是记录了笔者设备调试成功的经验
大部分的步骤是照着matlab端的操作指南走的，如果换到了Solidworks端操作指南我会提出
这个插件与sw2urdf的一个不同之处在于，他会记住你的配合关系，这个插件中设置恰当的配合关系很重要！

有待考究
本插件不需要选择轴和坐标系等，所有关系均根据配合关系自动生成

准备环节

准备环节是只有第一次使用该插件时需要进行的操作

第一步：下载

按照官网给出的链接，进入下载界面，邮箱等信息可以随便填，不重要，填完进入如下界面
在这里插入图片描述
下载与matlab版本对应的.zip和.m文件，不需要解压.zip

第二步：安装

进入下载目录，新建一个脚本，输入

install_addon('zipname')

其中，"zipname"是zip文件的名字，如install_addon('smlink.r2020b.win64.zip)`
命令行显示类似下图【untitled.m是我创建的脚本，里面只有这一行命令】
在这里插入图片描述

第三步：将MATLAB注册为自动化服务器

每次导出 CAD 装配模型时，Simscape Multibody Link插件都会尝试连接到 MATLAB。要启用连接，您必须将 MATLAB 注册为自动化服务器。

但是从我的使用经验来看，只要导出过一次.dll文件，就能永久在Solidworks使用了

可以通过以下两种方式将MATLAB注册为自动化服务器

以管理员模式打开 MATLAB ，在下方命令行中输入"regmatlabserver"
以管理员模式打开系统的命令提示符【cmd】，输入"matlab -regserver"

可以考虑进行完这一步之后再进行一次第二步

至此，matlab端的操作告一段落，接下来的操作在Solidworks端；
若上述步骤完成的顺利，第二或者第三步命令行里会有类似"保存文件到XXX.dll中"之类的字样

第四步：完成在CAD软件端的配置【即sw等】

这一步需要打开solidworks，跟sw2urdf时的操作一样，点开工具->插件，在在这里插入图片描述
在其他插件中选择Simscape Multibody Link

操作环节

导出sw中装配体

选择 工具-Simscape Multibody Link-Export-Simscape Multibody…
在这里插入图片描述

注意配合关系应合理且恰当，所有配合关系均会同步导出到xml文件中。

注意：本插件不需要选择轴和坐标系等，所有关系均根据配合关系自动生成

部分参数，如生成STEP或STL可在settings中修改，其他参数笔者并未关注，欢迎自行探索

效果

如图所示，实体文件自动带了一个中文后缀，最好改成不带中文的【在.xml中也要改】

在这里插入图片描述

检验环节

至此，全部工作已经完成🙌

额外操作：去除中文路径

但是，为了让matlab识别到你的文件，首先需要将生成的实体文件中的中文去掉，并保证文件的绝对路径没有中文。

修改各个实体模型的颜色

如果没有设置颜色，那么所有模型都将会是#CAD1EE的灰色，如
在这里插入图片描述

这种颜色将会完美融入背景，促进你近视度数的增加(⊙﹏⊙)
最好把颜色修改得炫彩夺目点儿，方便观察。

在xml中修改

找到以下片段，把两处rgb都改成目标颜色，下面的Specular不必修改。

<Ambient r="0.792156862745098" g="0.81960784313725488" b="0.93333333333333335" a="1"/>
<Diffuse r="0.792156862745098" g="0.81960784313725488" b="0.93333333333333335" a="1"/>

将两个实体模型分别改成不同颜色，建议选择饱和度高一点的颜色

在matlab simscape中修改

跟下段的修改质量在同一个界面，双击实体，选择Graphic-Visual Properties-Color，单击色块，选择合适的颜色【当前是默认的灰色】
在这里插入图片描述

matlab导入模型

在matlab中新建一个脚本，输入导入模型的命令后，simulink界面会自动跳出

clear
clc
smimport("XXXXX.xml")

加载界面
在这里插入图片描述
simulink界面

调整停止时间后，点击右上角运行：可能会发现模型固定不动

模型运行状态可能和我们想的不一致，这是因为系统的重力方向与我们预想的重力方向不同导致的

修改simscape重力方向

双击在这里插入图片描述，

我们发现重力是沿y方向的，结合上面的仿真动画，进行修改即可~
成果：

修改模型质量

在导出的simulink中选择名字为"XXX_RIGID"的模块并双击
进入子页面显示如下；双击
进入inertia页面，共有三个选项：点质量、常数、根据几何体计算；
选择calculate from Geometry；再选择 Based on：Costom Mass

将选中区域改成预设的质量；这时质量就会根据集合体形状均匀分配

关节可测量【输出量】的显示

双击关节副或；
点击Z Prismatic Primitive - Sensing
勾选对应参数，即可获得对应输出，笔者选择了Position, Velocity，此时出现记录机体速度和位置的输出口
添加Scope窗口，我们发现输出口并不能直接接到Scope上，这是因为Scope观测的是数字量，而输出是物理量纲。

量纲数与无量纲数转换

进入Simulink的库浏览器，选择Simscape-Utilities；如图框中两个模块是最常用的。

在这里插入图片描述
量纲数转非量纲数的方法如图所示【用白箭头转黑箭头那个，白接白、黑接黑】

命名变量并显示

双击右侧黑线进行命名

【注意，如果是上面的Prismatic移动副，此处Sensing对应的Position和Velocity应该是位置和速度，而不是角度与角速度】
在Scope界面中，右键-配置属性(Configuration Properties)-画面(Display)-显示图例(Show legend)