τα στοιχεία επικοινωνίας μου
Ταχυδρομείο[email protected]
2024-07-12
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
Για να εισαγάγουμε τα βήματα κατασκευής και προσομοίωσης φυσικών μοντέλων, εδώ είναι ένα παράδειγμα μοντέλου που συνοδεύεται από το simulink.Μάζα-Ελατήριο-Αποσβεστήρας με ΕλεγκτήΓια παράδειγμα, το παρακάτω σχήμα δείχνει το καθιερωμένο μοντέλο.
Τα λεπτομερή βήματα φυσικής μοντελοποίησης και ανάλυσης προσομοίωσης είναι τα εξής:
Βήμα 1: Χρήσηssc_new Δημιουργία νέου μοντέλου
χρήσηssc_new είναι ο καλύτερος τρόπος για να ξεκινήσετε τη δημιουργία μοντέλων Simscape™. Η χρήση αυτής της λειτουργίας βοηθά να διασφαλιστεί ότι χρησιμοποιούνται οι προτεινόμενες προεπιλεγμένες ρυθμίσεις για το μοντέλο.Όταν χρησιμοποιείτεssc_new , αυτόματα:
στο MATLAB® Στο παράθυρο της γραμμής εντολών, πληκτρολογήστε:
ssc_new
Η προεπιλεγμένη ρύθμιση επίλυσης για τα πρόσφατα δημιουργημένα μοντέλα χωρίς όνομα είναιVariableStepAuto, το μοντέλο περιέχει ένα μπλοκ ρύθμισης παραμέτρων επίλυσης, ένα μπλοκ μετατροπέα Simulink-PS και ένα μπλοκ μετατροπέα PS-Simulink συνδεδεμένο σε ένα μπλοκ Scope.
Η ενότητα Πόροι στο κάτω μέρος του παραθύρου του μοντέλου παρέχει συνδέσμους προς σχετικές βιβλιοθήκες μπλοκ και θέματα τεκμηρίωσης.
Βήμα 2: Συναρμολογήστε το φυσικό δίκτυο
Για να μοντελοποιήσετε το σύστημά σας, προσθέτετε μπλοκ στο μοντέλο από τη βιβλιοθήκη Simscape και, στη συνέχεια, συνδέετε τα μπλοκ στο φυσικό δίκτυο. Στο σχηματικό που δημιουργείτε, οι γραμμές που συνδέουν τα μπλοκ αντιπροσωπεύουν τις φυσικές συνδέσεις που υπάρχουν μεταξύ των στοιχείων στο πραγματικό σύστημα που μοντελοποιείτε. Με άλλα λόγια, τα διαγράμματα Simscape προσομοιώνουν τη διάταξη του φυσικού συστήματος.
Κατά την κατασκευή ενός δικτύου, είναι σημαντικό να προσθέτετε μπλοκ αναφοράς για συγκεκριμένο τομέα, όπως Ηλεκτρική Αναφορά, Μηχανική Μεταφραστική Αναφορά κ.λπ.
Για να προσαρμόσετε την οπτική παρουσίαση του μοντέλου, απλοποιήστε τα ονόματα των μονάδων Spring και Damper όπως φαίνεται.Για να εμφανιστεί το όνομα της μονάδας Mass με το Spring και το Damper, κάντε δεξί κλικ στη μονάδα Mass και επιλέξτεΜορφή > Εμφάνιση ονόματος μονάδας > Ανοιξε。
Βήμα 3: Προσαρμόστε τις παραμέτρους της μονάδας και τους μεταβλητούς στόχους
Simscape Μια λειτουργική μονάδα αντιπροσωπεύει ένα γενικό στοιχείο με προεπιλεγμένες αρχικές τιμές για τις παραμέτρους και τις μεταβλητές της μονάδας. Μπορείτε να προσαρμόσετε αυτές τις τιμές για να ταιριάζουν στην εφαρμογή σας ή να ταιριάζουν με το φύλλο δεδομένων του κατασκευαστή.
Για να προβάλετε και να τροποποιήσετε τις τιμές παραμέτρων της μονάδας και τους αρχικούς στόχους για τις μεταβλητές της μονάδας, κάντε διπλό κλικ στη λειτουργική μονάδα για να ανοίξετε το πλαίσιο διαλόγου της.χρήσηΡυθμίσειςΑυτί.
Για τα περισσότερα μπλοκ Simscape, το πλαίσιο διαλόγου μπλοκ περιέχει τις ίδιες πληροφορίες και διάταξη με τον επιθεωρητή ιδιοτήτων μπλοκ. Από προεπιλογή, η αλλαγή μιας τιμής στο Property Inspector εφαρμόζει αμέσως τη νέα τιμή.Για καλύτερο έλεγχο, συνιστάται να καθαρίσετε τοΑυτόματη εφαρμογήπλαίσιο ελέγχου για ενεργοποίησηεπαναφοράκαιεφαρμογή κουμπί. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν εργάζεστε με σύνθετες μονάδες, καθώς μπορείτε να αλλάξετε πολλές παραμέτρους ταυτόχρονα.Αλλάξτε τις τιμές παραμέτρων για να ταιριάζουν με το φύλλο δεδομένων του κατασκευαστή, δείτε ολόκληρο το σετ και κάντε κλικεφαρμογή .ΣαφήΑυτόματη εφαρμογήΑφού επιλεγεί, το πλαίσιο ελέγχου παραμένει καθαρό κατά τη διάρκεια της συνεδρίας MATLAB.
Για να προβάλετε μια περιγραφή μιας λειτουργικής μονάδας, κάντε κλικ στο πλαίσιο διαλόγου της λειτουργικής μονάδαςΠεριγραφή Αυτί.Αυτή η καρτέλα περιέχει επίσηςΠηγαίος κώδικας Σύνδεσμος. Κάντε κλικ σε αυτόν τον σύνδεσμο για να ανοίξετε το αρχείο προέλευσης Simscape για αυτήν την ενότητα στον επεξεργαστή MATLAB.
Εάν η λειτουργική μονάδα δεν έχει παραμέτρους ή μεταβλητούς στόχους που μπορούν να οριστούν, το πλαίσιο διαλόγου της λειτουργικής μονάδας δεν έχειΡυθμίσειςκαρτέλα, μόνοΠεριγραφήΑυτί.
Για να προβάλετε την τεκμηρίωση για μια λειτουργική μονάδα, κάντε κλικ στο ερωτηματικό στην επάνω δεξιά γωνία του πλαισίου διαλόγου της λειτουργικής μονάδαςκουμπί.
Σε αυτό το μοντέλο, θα προσαρμόσετε τις παραμέτρους που ελέγχουν τη μάζα, την ακαμψία του ελατηρίου και τον συντελεστή απόσβεσης. Θα καθορίσετε επίσης την αρχική ταχύτητα της μάζας ρυθμίζοντας τον αντίστοιχο μεταβλητό στόχο.
400 N/m
, μετά κάντε κλικεφαρμογή。100 N/(m/s)
。3.6 kg
。High
”, που σημαίνει ότι ο λύτης θα προσπαθήσει να ικανοποιήσει αυτήν την αρχική τιμή κατά τον υπολογισμό των αρχικών συνθηκών για τον προσδιορισμό του σημείου εκκίνησης της προσομοίωσηςΤαχύτητα πλαίσιο ελέγχου.υπάρχειαξίαπεδίο, τύπος10
, μετά κάντε κλικεφαρμογή。Βήμα 4: Προσθήκη πηγής
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σήματα εισόδου για να οδηγείτε μοντέλα Simscape. Χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο, μπορείτε να αναπαραστήσετε φυσικές επιδράσεις όπως δυνάμεις, τάσεις ή πιέσεις που δρουν σε ένα σύστημα. Μπορείτε επίσης να καθορίσετε άλλες ποσότητες που ρέουν μέσω του συστήματος, όπως ρεύμα, ροή μάζας και ροή θερμότητας. Μπορείτε να προσθέσετε συνδέσεις εισόδου σήματος σε ένα φυσικό δίκτυο χρησιμοποιώντας μπλοκ πηγών Simscape.
Για να προσθέσετε μια αναπαράσταση των δυνάμεων που δρουν σε μια μάζα, χρησιμοποιήστε το μπλοκ Ideal Force Source.
Μετά τη σύνδεση του δικτύου φυσικής στην πηγή Simulink, το σήμα εισόδου που αντιπροσωπεύει την καμπύλη δύναμης παρέχεται μέσω της θύρας S (βλ.Βήμα 6: Συνδεθείτε στο Simulink χρησιμοποιώντας τη μονάδα διασύνδεσης ). Ένα θετικό σήμα στη θύρα S θα καθορίσει τη δύναμη που ασκείται από τη θύρα C στη θύρα R.
Βήμα 5: Προσθήκη αισθητήρων
Μπορείτε να μετρήσετε ποσότητες σε ένα φυσικό δίκτυο και να τις χρησιμοποιήσετε αλλού στο μοντέλο. Ορισμένες κοινές χρήσεις για αυτές τις ποσότητες περιλαμβάνουν ανάδραση για αλγόριθμους ελέγχου, μοντελοποίηση φυσικών στοιχείων των οποίων η συμπεριφορά εξαρτάται από άλλα φυσικά μεγέθη (όπως αντίσταση εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία) ή απλώς προβολή αποτελεσμάτων κατά τη διάρκεια μιας προσομοίωσης.
Μπορείτε να μετρήσετε αυτές τις ποσότητες χρησιμοποιώντας μονάδες αισθητήρων, συνδέοντας αισθητήρες σε σειρά ή παράλληλα ανάλογα με τη μετρούμενη τιμή. Για να μετρήσετε μια ποσότητα που ορίζεται από μια μεταβλητή Through (όπως ρεύμα, ροή, δύναμη), συνδέστε αισθητήρες σε σειρά. Για να μετρήσετε μια ποσότητα που ορίζεται από τη μεταβλητή Across (όπως τάση, πίεση, ταχύτητα), συνδέστε αισθητήρες παράλληλα.
Για να μετρήσετε την παραμόρφωση του ελατηρίου, συνδέστε μια μονάδα Ideal Translational Motion Sensor παράλληλα με το ελατήριο.
Βήμα 6: Συνδεθείτε στο Simulink χρησιμοποιώντας το μπλοκ διεπαφής
Simscape Οι εξισώσεις στο δίκτυο επιλύονται ταυτόχρονα, ενώ τα μπλοκ Simulink αξιολογούνται διαδοχικά. Μπλοκ διεπαφής όπως ο μετατροπέας Simulink-PS και ο μετατροπέας PS-Simulink χρησιμοποιούνται για τη διαχείριση του ορίου μεταξύ αυτών των δύο συμβάσεων μοντελοποίησης. Χρησιμοποιείτε μπλοκ διασύνδεσης όταν τα σήματα Simulink καθορίζουν ποσότητες σε ένα δίκτυο Simscape ή όταν μεταβιβάζετε ποσότητες Simscape στο Simulink για σχεδιασμό ελέγχου ή άλλους σκοπούς. Κάθε φορά που συνδέετε ένα μπλοκ Simulink σε ένα φυσικό δίκτυο Simscape, πρέπει να χρησιμοποιείτε το κατάλληλο μπλοκ μετατροπέα.
Στη συνέχεια θα συνδέσετε το φυσικό δίκτυο με τον ελεγκτή που έχει κατασκευαστεί από κανονικά μπλοκ Simulink. Αρχικά, προετοιμάστε το φυσικό δίκτυο που θα συνδεθεί στο σήμα Simulink:
Ενώ μπορείτε να χρησιμοποιήσετε παλμογράφους για να δείτε τα αποτελέσματα της προσομοίωσης, αυτοί οι παλμογράφοι μπορούν να κάνουν τα μπλοκ διαγράμματα πιο ακατάστατα.Ένας πιο αποτελεσματικός τρόπος για να δείτε και να αναλύσετε τα αποτελέσματα της προσομοίωσης είναι να χρησιμοποιήσετε έναν Simscape Results Explorer, όπως π.χΒήμα 8: Προβολή αποτελεσμάτων προσομοίωσηςπεριγράφεται στο.
Στη συνέχεια, δημιουργήστε και συνδέστε τον ελεγκτή:
Τα σήματα ελέγχου Simulink εισέρχονται στη θύρα εισόδου του μπλοκ Simulink-PS Converter, όπου μετατρέπονται σε φυσικά σήματα που οδηγούν την κατανομή δύναμης του μπλοκ Ideal Force Source.
Η θύρα εξόδου P του μπλοκ Ideal Translational Motion Sensor για τη μέτρηση της παραμόρφωσης του ελατηρίου είναι συνδεδεμένη στο μπλοκ μετατροπέα PS-Simulink. Αυτό το μπλοκ χρησιμοποιείται για τη μετατροπή φυσικών σημάτων σε σήματα Simulink ανάδρασης για τον ελεγκτή.
Για να συγκρίνετε τα σήματα εισόδου και ανάδρασης, συνδέστε τα με την προβολή σημάτων:
Βήμα 7: Μοντέλο προσομοίωσης
Μπορείτε να το κάνετε κάνοντας κλικ στο κουμπί Εκτέλεση στη γραμμή εργαλείων Simulink (βρίσκεται στο επάνω μέρος του παραθύρου του μοντέλου) ή στη γραμμή εργαλείων Waveform Viewer. για να εκτελέσετε την προσομοίωση. Ο λύτης Simscape αξιολογεί το μοντέλο, υπολογίζει τις αρχικές συνθήκες και εκτελεί την προσομοίωση.
Για να εκτελέσετε την προσομοίωση, κάντε κλικ στη γραμμή εργαλείων Simulink。
Το πρόγραμμα προβολής κυματομορφής εμφανίζει μια επικάλυψη των σημάτων εισόδου και ανάδρασης.
Βήμα 8: Προβολή αποτελεσμάτων προσομοίωσης
Το Simscape Results Explorer σάς επιτρέπει να προβάλλετε και να αναλύετε δεδομένα προσομοίωσης χρησιμοποιώντας δυνατότητες καταγραφής δεδομένων. Για παράδειγμα, μπορείτε να συγκρίνετε δύο εκτελέσεις προσομοίωσης για να αναλύσετε πώς οι αλλαγές στη μάζα επηρεάζουν την παραμόρφωση του ελατηρίου.
Ειδοποίηση:simlog
είναι το προεπιλεγμένο όνομα της μεταβλητής εγγραφής.Εάν χρησιμοποιείτεΌνομα μεταβλητής χώρου εργασίαςΕάν η παράμετρος διαμόρφωσης μοντέλου αλλάξει το όνομα της μεταβλητής, το μενού περιβάλλοντος θα εμφανίσει το όνομα ως μια εγγεγραμμένη μεταβλητή που σχετίζεται με τη λειτουργική μονάδα.
Το παράθυρο Simscape Results Explorer ανοίγει με τον κόμβο που αντιστοιχεί στη λειτουργική μονάδα Spring τονισμένο στο αριστερό παράθυρο. Το δεξί παράθυρο εμφανίζει μια γραφική παράσταση των δεδομένων προσομοίωσης για τις τρεις μεταβλητές που σχετίζονται με το μπλοκ.
Spring
Στην περιοχή Κόμβος, επιλέξτε Κόμβοςx
. Το δεξί παράθυρο εμφανίζει δεδομένα παραμόρφωσης ελατηρίου που απεικονίζονται με την πάροδο του χρόνου.7.2 kg
。