Teknologian jakaminen

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Fyysisten mallien rakentamisen ja simuloinnin vaiheiden esittelyä varten tässä on simulinkin mukana tuleva esimerkkimalli.Mass-Spring-Damper ohjaimellaEsimerkiksi alla oleva kuva näyttää vakiintuneen mallin.

Yksityiskohtaiset fyysisen mallinnuksen ja simulointianalyysin vaiheet ovat seuraavat:

Vaihe 1: Käytässc_new Luo uusi malli

käyttäässc_new  on paras tapa aloittaa Simscape™-mallien rakentaminen. Tämän toiminnon käyttäminen auttaa varmistamaan, että mallissa käytetään suositeltuja oletusasetuksia.Kun käytätssc_new , se automaattisesti:

• Luo uusi Simscape-malli, jossa tarvittavat ja yleisesti käytetyt moduulit ovat jo mallipohjalla
• Valitse suositellut ratkaisija- ja toleranssiasetukset
• Ota tiedon kirjaus käyttöön koko mallille

MATLABissa® Kirjoita komentorivi-ikkunaan:

ssc_new

Uusien nimeämättömien mallien oletusratkaisijaasetus onVariableStepAuto, malli sisältää Solver Configuration -lohkon, Simulink-PS Converter -lohkon ja PS-Simulink Converter -lohkon, joka on yhdistetty Scope-lohkoon.

Malliikkunan alareunassa oleva Resurssit-osio tarjoaa linkkejä asiaankuuluviin lohkokirjastoihin ja dokumentaatioaiheisiin.

Vaihe 2: Kokoa fyysinen verkko

Järjestelmäsi mallintamiseksi lisää lohkoja malliin Simscape-kirjastosta ja yhdistä sitten lohkot fyysiseen verkkoon. Luomassasi kaaviossa lohkoja yhdistävät viivat edustavat fyysisiä yhteyksiä, jotka ovat olemassa mallinnettavan järjestelmän komponenttien välillä. Toisin sanoen Simscape-kaaviot simuloivat fyysistä järjestelmän asettelua.

Verkkoa rakennettaessa on tärkeää lisätä verkkoaluekohtaisia ​​referenssilohkoja, kuten sähköinen referenssi, mekaaninen translaatioviite jne.

1. Avaa Simscape > Foundation Library > Mechanical > Translational Elements -kirjasto.
2. Vedä Mass-, Translational Spring-, Translational Damper- ja Mechanical Translational Reference -lohkot malliikkunaan.
3. Liitä Translational Jousi, Translational Damper ja Mass lohkot mekaaniseen translaatioreferenssilohkoon alla olevan kuvan mukaisesti.Voit kiertää moduulia valitsemalla moduulin ja painamallaCtrl+R。

Voit säätää mallin visuaalista esitystapaa yksinkertaistamalla jousi- ja vaimenninmoduulien nimiä kuvan mukaisesti.Jos haluat, että Mass-moduulin nimi näkyy sekä jousen että vaimentimen kanssa, napsauta hiiren kakkospainikkeella Mass-moduulia ja valitseMuoto > Näytä moduulin nimi > Avata。

Vaihe 3: Säädä moduuliparametreja ja muuttujakohteita

Simscape Moduuli edustaa geneeristä komponenttia, jolla on oletusarvot moduulin parametreille ja muuttujille. Voit säätää näitä arvoja sovellukseesi sopiviksi tai vastaamaan valmistajan tietolehteä.

Voit tarkastella ja muokata moduulin parametrien arvoja ja moduulimuuttujien alkutavoitteita kaksoisnapsauttamalla moduulia avataksesi sen valintaikkunan.käyttääasetuksetTab.

Useimmille Simscape-lohkoille lohkovalintaikkuna sisältää samat tiedot ja asettelun kuin lohkon ominaisuustarkistus. Oletusarvoisesti arvon muuttaminen Kiinteistötarkastajassa ottaa uuden arvon käyttöön välittömästi.Paremman hallinnan varmistamiseksi on suositeltavaa tyhjentääKäytä automaattisestivalintaruutu ottaaksesi käyttöönnollaajasovellus -painiketta. Tämä on erityisen hyödyllistä, kun työskentelet monimutkaisten moduulien kanssa, koska voit muuttaa useita parametreja kerralla.Muuta parametrien arvoja vastaamaan valmistajan tietolehteä, katso koko sarja ja napsautasovellus .Asia selväKäytä automaattisestiKun valintaruutu on valittu, se pysyy tyhjennettynä MATLAB-istunnon aikana.

Voit tarkastella moduulin kuvausta napsauttamalla moduulin valintaikkunassaKuvaus Tab.Tämä välilehti sisältää myösLähdekoodi Linkki. Napsauta tätä linkkiä avataksesi tämän moduulin Simscape-lähdetiedoston MATLAB-editorissa.

Jos moduulissa ei ole parametreja tai muuttuvia tavoitteita, jotka voidaan asettaa, moduulin valintaikkunassa ei oleasetuksetvälilehti, vainKuvausTab.

Voit tarkastella moduulin dokumentaatiota napsauttamalla kysymysmerkkiä moduulin valintaikkunan oikeassa yläkulmassa-painiketta.

Tässä mallissa säädät massaa, jousen jäykkyyttä ja vaimennuskerrointa sääteleviä parametreja. Määrität myös massan alkunopeuden säätämällä vastaavaa muuttuvaa tavoitetta.

1. Kaksoisnapsauta jousimoduulia.Asia selväKäytä automaattisesti valintaruutu.TahtoaKevätkurssiAsettaa400 N/m, napsauta sittensovellus。

1. Kaksoisnapsauta Damper-moduulia.TahtoaVaimennuskerroinAsettaa100 N/(m/s)。

1. Kaksoisnapsauta Mass-moduulia.TahtoaMassaAsettaa3.6 kg。

1. Määritä haluttu massanopeuden alkuarvo syöttämälläAlkuperäiset tavoitteetLaajenna osiossaNopeus .tästä muuttujastaPrioriteettion nimetty "High”, mikä tarkoittaa, että ratkaisija yrittää täyttää tämän alkuarvon tarkasti laskeessaan alkuehtoja määrittääkseen simulaation aloituspisteenNopeus valintaruutu.olla olemassaArvokenttä, tyyppi10, napsauta sittensovellus。

Vaihe 4: Lisää lähde

Voit käyttää tulosignaaleja Simscape-mallien ohjaamiseen. Tällä menetelmällä voit esittää järjestelmään vaikuttavia fyysisiä vaikutuksia, kuten voimia, jännitteitä tai paineita. Voit myös määrittää muita järjestelmän läpi virtaavia suureita, kuten virran, massavirran ja lämpövirran. Voit lisätä signaalin tuloliitännät fyysiseen verkkoon Simscapen lähdelohkojen avulla.

Jos haluat lisätä esityksen massaan vaikuttavista voimista, käytä Ideal Force Source -lohkoa.

1. Avaa Simscape > Foundation Library > Mechanical > Mechanical Sources -kirjasto.
2. Lisää Ideal Force Source -lohko kaavioon. Yksinkertaista moduulin nimi kuvan osoittamalla tavalla.
3. Kuvaa alkuperäisessä kaaviossa esitettyjen voimien oikea suunta kääntämällä moduulin suuntaa. Valittuasi Force Source -moduulin Simulinkissä® työkalupalkkiMuotovälilehti, päälläjärjestelyalas, napsautakäännä ylös ja alas。
4. Kopioi mekaaninen translaatioviite -lohko napsauttamalla lohkoa hiiren kakkospainikkeella ja vetämällä se uuteen paikkaan. Käännä sitten uuden moduulin suunta samalla tavalla kuin Force Source -moduuli.
5. Liitä voimalähdelohkon portti C tähän toiseen mekaaniseen translaatioviittauslohkoon ja portti R massalohkoon seuraavan kuvan mukaisesti.

Kun fysiikan verkko on liitetty Simulink-lähteeseen, voimakäyrää edustava tulosignaali syötetään portin S kautta (katsoVaihe 6: Yhdistä Simulinkiin liitäntämoduulin avulla ). Positiivinen signaali portissa S määrittää voiman, joka vaikuttaa portista C porttiin R.

Vaihe 5: Lisää antureita

Voit mitata suureita fyysisessä verkossa ja käyttää niitä muualla mallissa. Joitakin yleisiä käyttötarkoituksia näille suureille ovat palaute ohjausalgoritmeille, fyysisten komponenttien mallintaminen, joiden käyttäytyminen riippuu muista fyysisistä suureista (kuten lämpötilasta riippuvainen vastus), tai yksinkertaisesti tulosten katseleminen simulaation aikana.

Voit mitata näitä suureita anturimoduuleilla, kytkemällä antureita sarjaan tai rinnan mittausarvosta riippuen. Kun haluat mitata läpimenomuuttujan määrittämän suuren (kuten virta, virtaus, voima), kytke anturit sarjaan. Jos haluat mitata Across-muuttujan määrittämän suuren (kuten jännite, paine, nopeus), kytke anturit rinnakkain.

Jousen muodonmuutoksen mittaamiseksi kytke Ideal Translational Motion Sensor -moduuli rinnakkain jousen kanssa.

1. Avaa Simscape > Foundation Library > Mechanical > Mechanical Sensors -kirjasto.
2. Lisää Ideal Translational Motion Sensor -lohko kaavioon.
3. Kierrä moduulia valitsemalla moduuli ja painamallaCtrl+R。
4. Liitä moduuli alla olevan kuvan mukaisesti. Yksinkertaista moduulin nimi kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 6: Yhdistä Simulinkiin liitäntälohkon avulla

Simscape Verkon yhtälöt ratkaistaan ​​samanaikaisesti, kun taas Simulink-lohkot arvioidaan peräkkäin. Rajapintalohkoja, kuten Simulink-PS Converter ja PS-Simulink Converter, käytetään käsittelemään näiden kahden mallinnustavan välistä rajaa. Käytät rajapintalohkoja, kun Simulink-signaalit määrittävät suureita Simscape-verkossa tai kun siirrät Simulink-suureita Simulinkille ohjaussuunnittelua tai muita tarkoituksia varten. Aina kun yhdistät Simulink-lohkon Simscapen fyysiseen verkkoon, sinun on käytettävä asianmukaista muunnoslohkoa.

Seuraavaksi yhdistät fyysisen verkon tavallisista Simulink-lohkoista rakennettuun ohjaimeen. Valmistele ensin fyysinen verkko, joka yhdistetään Simulink-signaaliin:

1. Poista Scope-moduuli.

Vaikka voit käyttää oskilloskooppeja simulointitulosten tarkastelemiseen, nämä oskilloskoopit voivat tehdä lohkokaavioista sotkuisempia.Tehokkaampi tapa tarkastella ja analysoida simulointituloksia on käyttää Simscape Results Exploreria, kutenVaihe 8: Näytä simuloinnin tuloksetkuvattu kohdassa.

1. Liitä Simulink-PS Converter -lohkon fyysisen signaalin lähtöportti Force Source -lohkon porttiin S.
2. Liitä liiketunnistinlohkon lähtöportti P PS-Simulink Converter -lohkon fyysisen signaalin tuloporttiin.
3. Liitä Solver Configuration -lohko piiriin ja piilota muuntimen lohkon nimi. Kaavio näyttää nyt tältä.

Rakenna ja liitä sitten ohjain:

1. Avaa Simulink > Sources -kirjasto ja vedä Pulse Generator -lohko malliin. Muuta moduulin nimeksi Position Command. Aseta moduulin parametrit kuvan osoittamalla tavalla.

1. Avaa Simulink > Math Operations -kirjasto ja vedä Summa-lohko malliin.olla olemassasymboliluettelo, vaihda toinen plusmerkki miinusmerkillä kuvan osoittamalla tavalla.

1. Avaa Simulink > Jatkuva kirjasto ja vedä PID-ohjainlohko malliin.perustaaSuhde (P)、Pisteet (I)jaDifferentiaali (D)Parametriarvot, kuten kuvassa.

1. Liitä moduulit alla olevan kaavion mukaisesti.

Ohjaus Simulink-signaalit tulevat Simulink-PS Converter -lohkon tuloporttiin, jossa ne muunnetaan fyysisiksi signaaleiksi, jotka ohjaavat Ideal Force Source -lohkon voiman jakautumista.

Ideal Translational Motion Sensor -lohkon lähtöportti P jousen muodonmuutoksen mittaamista varten on kytketty PS-Simulink Converter -lohkoon. Tätä lohkoa käytetään muuttamaan fyysiset signaalit takaisinkytkentäisiksi Simulink-signaaleiksi säätimelle.

Voit vertailla tulo- ja palautesignaaleja yhdistämällä ne signaalin katselulaitteeseen:

1. Napsauta hiiren kakkospainikkeella Simulink-signaalia, joka välitetään Pulse Generator -lohkosta Sum-lohkoon.Valitse pikavalikostaLuo ja yhdistä katseluohjelma > Simulink > Laajuus。
2. Napsauta sitten hiiren kakkospainikkeella Simulink-signaalia, joka välitetään PS-Simulink Converter -lohkosta Sum-lohkoon.Valitse pikavalikostaYhdistä Vieweriin > Laajuus。

Vaihe 7: Simulaatiomalli

Voit tehdä tämän napsauttamalla Suorita-painiketta Simulink-työkalupalkissa (sijaitsee malliikkunan yläosassa) tai Waveform Viewer -työkalurivillä.  simulaation suorittamiseen. Simscape-ratkaisija arvioi mallin, laskee alkuehdot ja suorittaa simulaation.

Suorita simulaatio napsauttamalla Simulink-työkaluriviä。

Aaltomuodon katseluohjelma näyttää päällekkäin tulo- ja palautesignaalit.

Vaihe 8: Näytä simuloinnin tulokset

Simscape Results Explorerin avulla voit tarkastella ja analysoida simulaatiotietoja tiedonkeruuominaisuuksien avulla. Voit esimerkiksi vertailla kahta simulaatioajoa analysoidaksesi, kuinka massan muutokset vaikuttavat jousen muodonmuutokseen.

1. Napsauta jousimoduulia hiiren oikealla painikkeella.
2. Valitse pikavalikostaSimscape > Näytä simulaatiotiedot > simlog。

Ilmoitus:simlog  on tietuemuuttujan oletusnimi.Jos käytätTyötilan muuttujan nimiJos mallin konfigurointiparametri muuttaa muuttujan nimeä, kontekstivalikko listaa nimen moduuliin liittyvänä tallennettuna muuttujana.

Simscape Results Explorer -ikkuna avautuu, ja Spring-moduulia vastaava solmu on korostettuna vasemmassa ruudussa. Oikeassa ruudussa näkyy kuvaaja simulaatiotiedoista kolmelle lohkoon liittyvälle muuttujalle.

1. olla olemassaSpring Valitse Solmu-kohdasta Solmux . Oikeassa ruudussa näkyvät jousen muodonmuutostiedot ajan mittaan.

1. Kaksoisnapsauta Mass-moduulia.TahtoalaatuAsettaa7.2 kg。
2. Suorita simulaatio.
3. Voit ladata kirjatut tiedot uudelleen napsauttamalla Simscape Results Explorer -ikkunan työkaluriviä.Tuo tiedot -painiketta.Napsauta ponnahdusikkunassa, joka näyttää tietuemuuttujien nimetVarma。