ADAMS三维路面重构

自己做的课题中有一部分是研究机器人在路面上行走时的振动问题，之前在做的时候是通过建立动力学方程来进行建模，之后给模型输入相应的输入。这个过程比较繁琐，首先是需要构建整个机器人的动力学方程，当机器人比较复杂时或者为提高精度，整个动力学方程就变得非常复杂；而且当需要的输入量或者输出量增加时，将直接导致模型参数矩阵维度的升高，整个建模求解过程会变得非常复杂。后来看到一些文献中用ADAMS或者其他已经成熟的动力学软件进行虚拟样机的建模，深受启发：既然已经有了前期在SOLIDWORKS中建好的机器人三维模型，为什么不直接用呢？于是后期就围绕ADAMS与MATLAB来进行机器人在路面上行走过程中的振动分析。
ADAMS中有相关的路面文件，但这些文件不能直接用来进行自己的机器人的分析，因为ADAMS中的路面文件是设计用来分析汽车的行驶情况的。不过在了解了路面文件的结构后，自己也可以通过MATLAB编写程序求解出需要的数据之后自己编写需要的合适的路面文件。
常见的户外的路面即使是看着平坦的路面也不可能是绝对光滑的，如果将路面的纵向长度定义为$X$,横向宽度定义为$Y$，路面的不平度即纵向高程定义为$q$,则$q$在$X、Y$上的分布可以用统计学的方法来进行描述，这一类路面称为随机路面；对于大的障碍物比如减速带或者沟槽，可以直接用障碍物的形状尺寸进行刻画。许多文献以及相应的国际标准已经对随机路面不平度做了研究。
在空间频率$n_1<n<n_2$内的路面不平度功率谱密度为$G_q(n)$，利用平稳随机过程的频谱展开性质，路面不平度的方差${\sigma }_q^2$为
${\sigma }_q^2={\int }_{n_1}^{n_2}{G}_q(n)dn$
路面不平度功率谱密度拟合表达式为
Gq(n)=Gq(n0)(nn0)−ωG_q(n)=G_q(n_0)(\frac{n}{n_0})^{-\omega}Gq​(n)=Gq​(n0​)(n0​n​)