Моделируйте модель ленточного конвейера

Предупреждение

Это содержимое характерно для программного обеспечения Simscape™ Multibody™ First Generation. Функции первого поколения намечают, чтобы быть удержанными от использования и нужно избежать.

Что представляет пример

Эта модель в качестве примера использует несколько блоков в библиотеке, чтобы моделировать простую машину с управлением с обратной связью. Вы будете видеть, как функции Simscape Multibody полагаются на стандартные функции Simulink®, чтобы смоделировать механическую систему.

Модель в качестве примера моделирует механизм загрузки ленточного конвейера. Простой контроллер (не показанный), с датчиком и приводом, ведет механизм с пределом насыщения и антизаключительной логикой для прикладного крутящего момента. Можно настроить контроллер и установить останавливающуюся точку для толкателя.

Механизм загрузчика конвейера

Что иллюстрирует пример

Пример механизма конвейера иллюстрирует некоторые важные функции Simscape Multibody:

  • Представление тел и степеней свободы с Телом и Объединенными блоками, соответственно

  • Используя Simscape Multibody блокируется с нормальными блоками Simulink

  • Питание Сигналов Simulink к и от Simscape Multibody блокируется с блоками Привода и Датчика, соответственно

  • Инкапсуляция групп блоков в подсистемы

  • Визуализация и анимация механизма его телами компонента

Внимание

Вы можете хотеть сделать модификации к этой модели в качестве примера. Избегать ошибок,

  • Не пытайтесь соединить строки Сигнала Simulink непосредственно с блоками Simscape Multibody кроме Приводов и Датчиков.

  • Сохраните словосочетание источников системы координат Тела по обе стороны от каждого собранного Соединения к в допусках блока.

    Сохранение измененных моделей в качестве примера в различной папке от примеров рекомендуется.

Следующие данные показывают подробный схематический из механизма загрузки ленточного конвейера.

Открытие модели

Чтобы начать быстро с моделью конвейера в качестве примера, выполните любой из этих шагов:

  • Введите mech_conveyor в командной строке MATLAB®.

  • Если вы работаете с Браузером документации MATLAB, кликните по имени модели mech_conveyor здесь.

Модель блок-схемы

Модель блок-схемы открывается в окне модели.

Что содержит модель

Вот некоторые критические функции модели:

  • Проигнорируйте Контроллер Положения, Объединенный Датчик, и Объединенный Привод блокируется на мгновение. Обратите внимание на то, что механизм загрузки следует за деревом тел и соединений, показанных в фигуре, Механизме Загрузчика Конвейера:

    • Существует четыре вращающихся тела ссылки и один скользящий корпус толкателя, а также три наземных точки на неподвижном монтировании, представленном Наземными блоками. Дважды кликните блоки Тела и Земли, чтобы видеть их диалоговые окна.

    • Слайды толкателя и ссылки вращаются друг относительно друга и к наземным точкам на монтировании. Существует семь очевидных степеней свободы (DoFs) в системе, представленной семью Соединениями, но геометрия ограничивает движение в одну фактическую степень свободы. Дважды кликните Закрученные назад блоки, чтобы видеть, как вращательные DoFs выражаются в их диалоговых окнах.

    • Блок Prismatic выражает линейное движение Толкателя относительно Ground_2. Блок Revolute выражает угловое движение Link4 (заводная рукоятка целого механизма) относительно Ground_1.

  • Объединенный Датчик обнаруживает положение Толкателя через блок Prismatic. Объединенный Привод применяет крутящий момент к Link4 через блок Revolute. Дважды кликните блоки Датчика и Привода, чтобы просмотреть, как механические движения и силы/крутящие моменты преобразовываются в Сигналы Simulink.

  • Подсистема контроллера Положения преобразовывает информацию о положении Толкателя в сигнал обратной связи привести в действие Закрученный назад и таким образом Link4. Можно открыть блок Position Controller, чтобы просмотреть эту подсистему, которая сделана из нормальных блоков Simulink.

  • Блок Reference Position дает вам контроль над останавливающимся положением толкателя путем модуляции управляющего сигнала, который приводит в действие Закрученный назад. Сохранение начальной позиции толкателя требует фиксированного крутящего момента на Закрученном назад.

  • Откройте блок Scope. Можно просмотреть и положение Толкателя в миллиметрах (mm) относительно Ground_2, когда Измеренный график Положения и крутящий момент в ньютон-метрах (N-m) применились к Link4 относительно Ground_1 как график Крутящего момента.

Выполнение модели

Можно теперь запустить модель, как это - когда вы сначала открываете его:

  1. В меню Simulation выберите Configuration Parameters. Диалоговое окно Configuration Parameters появляется. Выберите узел Solver:

    1. Предварительно установленным Stop time является inf, таким образом, симуляция продолжает бежать, если вы запускаете его. Необходимо оставить его в inf и остановить симуляцию вручную первые несколько раз, вы запускаете его.

      Позже можно применить конечное время остановки (в секундах), если вы хотите.

    2. Оставьте записи Solver options в значениях по умолчанию и закройте поле.

  2. Из меню Simulation выберите Start. В Microsoft Windows® можно также нажать кнопку Start на панели инструментов окна модели.

    Измеренное положение толкателя и крутящего момента, примененного, чтобы сохранить ту позицию, запускается и остается чрезвычайно постоянным в графиках Осциллографа. Прикладной крутящий момент настроен, чтобы сохранить начальную позицию толкателя.

  3. Чтобы видеть, что большая деталь при симуляции запускается, остановите симуляцию, прежде чем время передаст 20 секунд, и увеличьте масштаб графиков Осциллографа.

Изменение модели

Вот модификация примера, который можно попробовать. Это иллюстрирует простой контроллер, который можно настроить, чтобы изменить движение толкателя.

Чтобы сделать эти модификации, лучше закрывать и перезапускать пример.

Меняя положение ссылки толкателя

Блок Reference Position является на самом деле блоком Simulink Slider Gain (от Математической Библиотеки Simulink) и управляет, где толкатель останавливается.

Можно настроить блок Reference Position, чтобы измениться, где толкатель останавливается:

  1. Откройте блок Reference Position. Вы видите корректируемый ползунок, чтобы установить положение точки отдыха толкателя.

  2. Введите значения в поля Low и High, чтобы установить нижние и верхние пределы позволенной области значений ползунка. Значениями по умолчанию в этом примере является 0 и 0.2 с подразумеваемыми модулями метров (m).

  3. Введите значение в центральное поле, чтобы установить точку остановки толкателя, которую можно также настроить путем перетаскивания ползунка между нижними и верхними пределами. Значением по умолчанию является 0 (метры).

Можно применить изменения в ссылочном положении к симуляции двумя способами:

  • Сбросьте блок Reference Position сначала, затем запустите пример. Вы видите дорожку траектории толкателя по-другому теперь к новой точке остановки.

  • Запустите пример с блоком Reference Position открывают и перемещают ползунок вверх и вниз, когда симуляция запускается. См. Осциллограф. Измеренное положение и необходимый крутящий момент изменяются, чтобы следовать за новым ссылочным положением.

Визуализация и анимация модели

Другая модификация, которую можно сделать, иллюстрирует мощную функцию Simscape Multibody, визуализацию механизма и анимацию его моделируемого движения.

Можно визуализировать и анимировать механизм конвейера путем открытия окна визуализации Simscape Multibody. Это окно позволяет вам отобразить тела в двух стандартных абстрактных формах:

Выпуклые оболочки

Сначала попытайтесь визуализировать конвейер с телами, отображенными как выпуклые оболочки:

  1. Из меню Simulation выберите Model Configuration Parameters. Диалоговое окно Configuration Parameters появляется.

  2. Выберите узел Simscape Multibody 1G. В области Visualization установите флажки Display machines after updating diagram и Show animation during simulation.

  3. Оставьте другие значения по умолчанию, как они - и закрывают диалоговое окно. Из меню Edit выберите Update Diagram.

    Окно визуализации Simscape Multibody появляется, отображая конвейер в покое в его начальном состоянии.

    Тела отображены в геометрии по умолчанию как выпуклые оболочки. Тела и триады оси системы координат Тела также отображены как значения по умолчанию.

  4. Смените Ссылочное Положение к ненулевому значению, такому как 0.1 или 0.2.

  5. Перезапустите симуляцию. Окно анимирует конвейер в движении. Можно сравнить это движение с графиками в осциллографе.

  6. Кликните по телу в окне визуализации. В окне модели соответствующий блок Body подсвечен в красном. Имя блока появляется в нижнем левом углу окна визуализации.

  7. Исследуйте меню окна визуализации и панель инструментов.

    Здесь, можно реконфигурировать свойства отображения: тела, триады оси CS Тела, окрашенные телом временной замены, появляются закрашенные фигуры, соединяющие CSS Тела на том же теле и ориентацию точки зрения.

  8. Оставьте окно визуализации открытым для следующего набора шагов.

Эквивалентные эллипсоиды

Теперь визуализируйте конвейер с телами, отображенными как эллипсоиды:

  1. Из меню Model в панели меню выберите Body Geometries > Ellipsoids, так, чтобы галочка появилась около записи меню.

    Отображение в изменениях окна визуализации. Конвейер появляется в покое в его начальном состоянии, но с телами, отображенными как эквивалентные эллипсоиды.

  2. Перезапустите симуляцию. Средство просмотра теперь анимирует конвейер в движении.

  3. Используйте меню, чтобы экспериментировать с настройками визуализации. Панель инструментов содержит большинство этих функций также.

  4. В то время как анимация запускается, откройте блок Reference Position и переместите ползунок вверх и вниз. В дополнение к тому, что вы видите в графиках Осциллографа, окно непосредственно анимирует траекторию толкателя на пробеле, когда механизм отвечает на вашу корректировку.

Документация Simscape Multibody
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте