Berbagi teknologi

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Untuk memperkenalkan langkah-langkah membangun dan mensimulasikan model fisik, berikut adalah contoh model yang dilengkapi dengan simulink.Peredam Pegas Massa dengan PengontrolMisalnya, gambar di bawah menunjukkan model yang sudah ada.

Langkah-langkah rinci pemodelan fisik dan analisis simulasi adalah sebagai berikut:

Langkah 1: Gunakanssc_baru Buat model baru

menggunakanssc_baru  adalah cara terbaik untuk mulai membuat model Simscape™. Menggunakan fungsi ini membantu memastikan bahwa pengaturan default yang disarankan digunakan untuk model tersebut.Saat Anda menggunakanssc_baru , secara otomatis:

• Buat model Simscape baru dengan modul-modul yang diperlukan dan umum digunakan sudah ada di kanvas model
• Pilih pengaturan pemecah dan toleransi yang direkomendasikan
• Aktifkan pencatatan data untuk seluruh model

di MATLAB® Di jendela baris perintah, ketik:

ssc_baru

Pengaturan pemecah default untuk model tanpa nama yang baru dibuat adalahVariabelLangkahOtomatis, model berisi blok Konfigurasi Solver, blok Konverter Simulink-PS, dan blok Konverter PS-Simulink yang terhubung ke blok Scope.

Bagian Sumber Daya di bagian bawah jendela model menyediakan tautan ke pustaka blok dan topik dokumentasi yang relevan.

Langkah 2: Rakit jaringan fisik

Untuk memodelkan sistem Anda, Anda menambahkan blok ke model dari perpustakaan Simscape dan kemudian menghubungkan blok tersebut ke jaringan fisik. Dalam skema yang Anda buat, garis penghubung blok mewakili koneksi fisik yang ada antar komponen dalam sistem sebenarnya yang Anda modelkan. Dengan kata lain, diagram Simscape mensimulasikan tata letak sistem fisik.

Saat membangun jaringan, penting untuk menambahkan blok referensi khusus domain, seperti Referensi Listrik, Referensi Terjemahan Mekanik, dll.

1. Buka Simscape > Foundation Library > Mechanical > Translational Elements Library.
2. Seret blok Massa, Pegas Terjemahan, Peredam Terjemahan, dan Referensi Terjemahan Mekanis ke dalam jendela model.
3. Hubungkan blok Pegas Translasi, Peredam Translasi, dan Massa ke blok Referensi Translasi Mekanis seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.Untuk memutar modul, pilih modul dan tekanCtrl+R。

Untuk menyesuaikan presentasi visual model, sederhanakan nama modul Pegas dan Peredam seperti yang ditunjukkan.Agar nama modul Mass muncul dengan Spring dan Damper, klik kanan modul Mass dan pilihFormat > Tampilkan nama modul > Membuka。

Langkah 3: Sesuaikan parameter modul dan target variabel

Simscape Modul mewakili komponen generik dengan nilai awal default untuk parameter dan variabel modul. Anda dapat menyesuaikan nilai-nilai ini agar sesuai dengan aplikasi Anda atau sesuai dengan lembar data pabrikan.

Untuk melihat dan mengubah nilai parameter modul dan target awal variabel modul, klik dua kali modul untuk membuka kotak dialognya.menggunakanPengaturantab.

Untuk sebagian besar blok Simscape, kotak dialog blok berisi informasi dan tata letak yang sama dengan pemeriksa properti blok. Secara default, mengubah nilai di Property Inspector akan langsung menerapkan nilai baru.Untuk kontrol yang lebih baik, Anda disarankan untuk menghapusTerapkan secara otomatiskotak centang untuk mengaktifkanmengatur ulangDanaplikasi tombol. Ini sangat berguna ketika bekerja dengan modul yang kompleks, karena Anda dapat mengubah beberapa parameter sekaligus.Ubah nilai parameter agar sesuai dengan lembar data pabrikan, lihat seluruh rangkaian, dan klikaplikasi .JernihTerapkan secara otomatisSetelah dicentang, kotak centang tetap dikosongkan selama sesi MATLAB.

Untuk melihat deskripsi modul, klik di kotak dialog modulKeterangan tab.Tab ini juga berisiKode sumber Tautan. Klik link ini untuk membuka file sumber Simscape untuk modul ini di editor MATLAB.

Jika modul tidak memiliki parameter atau target variabel yang dapat diatur, kotak dialog modul tidak memilikinyaPengaturanhanya tabKeterangantab.

Untuk melihat dokumentasi modul, klik tanda tanya di sudut kanan atas kotak dialog modultombol.

Dalam model ini, Anda akan menyesuaikan parameter yang mengontrol massa, kekakuan pegas, dan koefisien redaman. Anda juga akan menentukan kecepatan awal massa dengan menyesuaikan target variabel yang sesuai.

1. Klik dua kali modul Spring.JernihTerapkan secara otomatis kotak centang.AkanTingkat pegasDitetapkan sebagai400 N/m,lalu klikaplikasi。

1. Klik dua kali modul Damper.AkanKoefisien redamanDitetapkan sebagai100 N/(m/s)。

1. Klik dua kali modul Mass.AkanMassaDitetapkan sebagai3.6 kg。

1. Untuk menentukan nilai kecepatan massa awal yang diinginkan, masukkanTarget AwalPerluas di bagianKecepatan .dari variabel iniPrioritastelah ditetapkan sebagai "High”, artinya solver akan berusaha memenuhi nilai awal tersebut secara tepat saat menghitung kondisi awal untuk menentukan titik awal simulasi yang DiperiksaKecepatan kotak centang.adaNilaibidang, ketik10,lalu klikaplikasi。

Langkah 4: Tambahkan sumber

Anda dapat menggunakan sinyal input untuk menggerakkan model Simscape. Dengan menggunakan metode ini, Anda dapat merepresentasikan efek fisik seperti gaya, tegangan, atau tekanan yang bekerja pada suatu sistem. Anda juga dapat menentukan besaran lain yang mengalir melalui sistem, seperti arus, aliran massa, dan fluks panas. Anda dapat menambahkan koneksi input sinyal ke jaringan fisik dengan menggunakan blok sumber Simscape.

Untuk menambahkan representasi gaya yang bekerja pada suatu massa, gunakan blok Sumber Gaya Ideal.

1. Buka Simscape > Foundation Library > Mechanical > Mechanical Sources Library.
2. Tambahkan blok Sumber Kekuatan Ideal ke skema. Sederhanakan nama modul seperti yang ditunjukkan.
3. Untuk mencerminkan arah gaya yang benar seperti yang ditunjukkan pada skema asli, balikkan orientasi modul. Setelah memilih modul Force Source, di Simulink® bilah alatFormattab, aktifpengaturanturun, klikmembalik ke atas dan ke bawah。
4. Gandakan blok Referensi Terjemahan Mekanis dengan mengklik kanan blok dan menyeretnya ke lokasi baru. Kemudian balikkan orientasi modul baru menggunakan metode yang sama seperti modul Force Source.
5. Hubungkan port C dari blok Force Source ke blok Referensi Terjemahan Mekanis kedua ini, dan port R ke blok Mass, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Setelah menghubungkan jaringan fisika ke sumber Simulink, sinyal input yang mewakili kurva gaya disediakan melalui port S (lihatLangkah 6: Hubungkan ke Simulink menggunakan modul antarmuka ). Sinyal positif pada port S akan menentukan gaya yang bekerja dari port C ke port R.

Langkah 5: Tambahkan Sensor

Anda dapat mengukur besaran dalam jaringan fisik dan menggunakannya di tempat lain dalam model. Beberapa kegunaan umum dari besaran ini mencakup umpan balik untuk algoritma kontrol, memodelkan komponen fisik yang perilakunya bergantung pada besaran fisik lainnya (seperti resistansi yang bergantung pada suhu), atau sekadar melihat hasil selama simulasi.

Anda dapat mengukur besaran ini menggunakan modul sensor, menghubungkan sensor secara seri atau paralel tergantung pada nilai yang diukur. Untuk mengukur besaran yang ditentukan oleh variabel Through (seperti arus, aliran, gaya), sambungkan sensor secara seri. Untuk mengukur besaran yang ditentukan oleh variabel Across (seperti tegangan, tekanan, kecepatan), sambungkan sensor secara paralel.

Untuk mengukur deformasi pegas, sambungkan modul Sensor Gerak Translasi Ideal secara paralel dengan pegas.

1. Buka Simscape > Foundation Library > Mechanical > Mechanical Sensors Library.
2. Tambahkan blok Sensor Gerak Translasi Ideal ke skema.
3. Untuk memutar modul, pilih modul dan tekanCtrl+R。
4. Hubungkan modul seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Sederhanakan nama modul seperti yang ditunjukkan.

Langkah 6: Hubungkan ke Simulink menggunakan blok antarmuka

Simscape Persamaan dalam jaringan diselesaikan secara bersamaan, sedangkan blok Simulink dievaluasi secara berurutan. Blok antarmuka seperti Simulink-PS Converter dan PS-Simulink Converter digunakan untuk menangani batas antara dua konvensi pemodelan ini. Anda menggunakan blok antarmuka ketika sinyal Simulink menentukan jumlah dalam jaringan Simscape, atau ketika Anda meneruskan jumlah Simscape ke Simulink untuk desain kontrol atau tujuan lainnya. Setiap kali Anda menghubungkan blok Simulink ke jaringan fisik Simscape, Anda harus menggunakan blok konverter yang sesuai.

Selanjutnya Anda akan menghubungkan jaringan fisik ke pengontrol yang dibangun dari blok Simulink biasa. Pertama, siapkan jaringan fisik yang akan dihubungkan dengan sinyal Simulink:

1. Hapus modul Scope.

Meskipun Anda dapat menggunakan osiloskop untuk melihat hasil simulasi, osiloskop ini dapat membuat diagram blok menjadi lebih berantakan.Cara yang lebih efisien untuk melihat dan menganalisis hasil simulasi adalah dengan menggunakan Simscape Results Explorer sepertiLangkah 8: Lihat hasil simulasidijelaskan dalam.

1. Hubungkan port keluaran sinyal fisik dari blok Simulink-PS Converter ke port S dari blok Force Source.
2. Hubungkan port keluaran P blok Sensor Gerak ke port masukan sinyal fisik blok PS-Simulink Converter.
3. Hubungkan blok Konfigurasi Solver ke sirkuit dan sembunyikan nama blok konverter. Skemanya sekarang terlihat seperti ini.

Kemudian, buat dan sambungkan pengontrol:

1. Buka perpustakaan Simulink > Sources dan seret blok Pulse Generator ke dalam model. Ubah nama modul menjadi Position Command. Atur parameter modul seperti yang ditunjukkan pada gambar.

1. Buka perpustakaan Simulink > Operasi Matematika dan seret blok Sum ke dalam model.adadaftar simbol, ganti tanda plus kedua dengan tanda minus, seperti pada gambar.

1. Buka Simulink > Perpustakaan berkelanjutan dan seret blok Pengontrol PID ke dalam model.mempersiapkanProporsi (P)、Poin (I)DanDiferensial (D)Nilai parameter, seperti yang ditunjukkan pada gambar.

1. Hubungkan modul seperti yang ditunjukkan pada skema di bawah ini.

Sinyal Kontrol Simulink memasuki port input blok Konverter Simulink-PS, di mana sinyal tersebut diubah menjadi sinyal fisik yang menggerakkan distribusi gaya blok Sumber Gaya Ideal.

Port keluaran P blok Sensor Gerak Translasi Ideal untuk mengukur deformasi pegas dihubungkan ke blok Konverter PS-Simulink. Blok ini digunakan untuk mengubah sinyal fisik menjadi sinyal umpan balik Simulink untuk pengontrol.

Untuk membandingkan sinyal masukan dan umpan balik, sambungkan ke penampil sinyal:

1. Klik kanan sinyal Simulink yang diteruskan dari blok Pulse Generator ke blok Sum.Dari menu konteks, pilihBuat & Hubungkan Penampil > Simulink > Cakupan。
2. Kemudian klik kanan pada sinyal Simulink yang diteruskan dari blok PS-Simulink Converter ke blok Sum.Dari menu konteks, pilihHubungkan ke Pemirsa > Cakupan。

Langkah 7: Model Simulasi

Anda dapat melakukan ini dengan mengklik tombol Run di toolbar Simulink (terletak di bagian atas jendela model) atau toolbar Waveform Viewer.  untuk menjalankan simulasi. Pemecah Simscape mengevaluasi model, menghitung kondisi awal, dan menjalankan simulasi.

Untuk menjalankan simulasi, klik pada toolbar Simulink。

Penampil bentuk gelombang menampilkan overlay sinyal masukan dan umpan balik.

Langkah 8: Lihat hasil simulasi

Simscape Results Explorer memungkinkan Anda melihat dan menganalisis data simulasi menggunakan kemampuan pencatatan data. Misalnya, Anda dapat membandingkan dua simulasi berjalan untuk menganalisis bagaimana perubahan massa mempengaruhi deformasi pegas.

1. Klik kanan pada modul Spring.
2. Dari menu konteks, pilihSimscape > Lihat data simulasi > catatan sim。

Melihat:simlog  adalah nama default dari variabel rekaman.Jika menggunakanNama variabel ruang kerjaJika parameter konfigurasi model mengubah nama variabel, menu konteks akan mencantumkan nama tersebut sebagai variabel terekam yang terkait dengan modul.

Jendela Simscape Results Explorer terbuka dengan node yang sesuai dengan modul Spring disorot di panel kiri. Panel kanan menampilkan plot data simulasi untuk tiga variabel yang terkait dengan blok tersebut.

1. adaSpring Di bawah Node, pilih Nodex . Panel kanan menampilkan data deformasi pegas yang diplot dari waktu ke waktu.

1. Klik dua kali modul Mass.AkankualitasDitetapkan sebagai7.2 kg。
2. Jalankan simulasi.
3. Untuk memuat ulang data yang dicatat, klik pada toolbar jendela Simscape Results Explorer.Impor Data tombol.Di jendela pop-up yang menampilkan nama variabel rekaman, klikTentu。