Соединение с одним призматическим и тремя закрученными назад примитивами
Соединения
Этот блок представляет соединение с одним переводным и тремя вращательными степенями свободы. Один призматический примитив обеспечивает переводную степень свободы. Три закрученных назад примитива обеспечивают три вращательных степени свободы.
Объединенные степени свободы
Объединенный блок представляет движение между основой и кадрами последователя как последовательность изменяющихся во времени преобразований. Каждый объединенный примитив применяет одно преобразование в этой последовательности. Преобразование переводит или вращает кадр последователя относительно объединенной примитивной опорной рамы. Для всех кроме первого объединенного примитива опорная рама совпадает с кадром последователя предыдущего объединенного примитива в последовательности.
На каждом временном шаге во время симуляции объединенный блок применяет последовательность изменяющихся во времени преобразований кадра в этом порядке:
Перевод:
Вдоль оси Z Призматической Примитивной опорной рамы (Pz) Z.
Вращение:
Об оси X X Закрученных назад Примитивных опорных рам (Rx). Этот кадр является совпадающим с Призматическим Примитивным кадром последователя (Pz) Z.
Об оси Y Закрученного назад Примитива Y (Рай) опорная рама. Этот кадр является совпадающим с X Закрученными назад Примитивными кадрами последователя (Rx).
Об оси Z Закрученной назад Примитивной (С пассивной паузой) опорной рамы Z. Этот кадр является совпадающим с Закрученным назад Примитивом Y (Рай) кадр последователя.
Данные показывают последовательность, в которой объединенные преобразования происходят на данном шаге времени симуляции. Получившийся кадр каждого преобразования служит опорной рамой для следующего преобразования. Поскольку 3-D вращение происходит как последовательность, для двух осей возможно выровняться, вызывая к потере одной вращательной степени свободы. Это явление известно как блокировку карданова подвеса.
Объединенная последовательность преобразования
Набор дополнительного состояния предназначается для блока руководства для каждого объединенного примитива. Цели включают положение и скорость. Приоритетный уровень устанавливает относительную важность целей состояния. Если две цели несовместимы, приоритетный уровень определяет который из целей, чтобы удовлетворить.
Внутренние параметры механики составляют аккумулирование энергии и рассеяние в каждом объединенном примитиве. Спрингское действие как элементы аккумулирования энергии, сопротивляясь любой попытке переместить объединенный примитив от его положения равновесия. Объединенные демпферы действуют как энергетические элементы рассеяния. Спрингс и демпферы строго линейны.
В почти ведущем винте и постоянных скоростных примитивах, объединенные пределы служат, чтобы обуздать область значений движения между кадрами. Объединенный примитив может иметь нижнюю границу, верхнюю границу, обоих, или, в состоянии по умолчанию, ни одном. Чтобы осуществить границы, соединение добавляет в каждого пружинный демпфер. Чем более жесткий пружина, тем тяжелее остановка или возврат, если колебания возникают. Чем более сильный демпфер, тем глубже вязкие потери, которые постепенно уменьшают колебания контакта или в сверхослабленных примитивах, мешают им формироваться в целом.
Каждый объединенный примитив имеет набор дополнительного приведения в действие и распознающихся портов. Порты приведения в действие принимают входные параметры физического сигнала, которые управляют объединенными примитивами. Эти входные параметры могут быть силами и крутящими моментами или желаемой объединенной траекторией. Распознающиеся порты предоставляют физическому сигналу выходные параметры, которые измеряют объединенное примитивное движение, а также силы приведения в действие и крутящие моменты. Режимы приведения в действие и распознающиеся типы меняются в зависимости от объединенного примитива.
Задайте призматические примитивные цели состояния и их приоритетные уровни. Цель состояния является требуемым значением для одного из объединенных параметров состояния — положение и скорость. Приоритетный уровень является относительной важностью цели состояния. Это определяет, как точно цель должна быть достигнута. Используйте инструмент Model Report в Mechanics Explorer, чтобы проверять состояние блока на каждую объединенную цель состояния.
Выберите эту опцию, чтобы задать желаемое объединенное примитивное положение в нуле времени. Это - относительное положение, измеренное вдоль объединенной примитивной оси, источника кадра последователя относительно источника опорной рамы. Заданная цель разрешена в опорной раме. Выбор этой опции представляет поля приоритета и значения.
Выберите эту опцию, чтобы задать желаемую объединенную примитивную скорость в нуле времени. Это - относительная скорость, измеренная вдоль объединенной примитивной оси, источника кадра последователя относительно источника опорной рамы. Это разрешено в опорной раме. Выбор этой опции представляет поля приоритета и значения.
Выберите целевой приоритет состояния. Это - уровень важности, присвоенный цели состояния. Если все цели состояния не могут быть одновременно удовлетворены, приоритетный уровень определяет, какие цели удовлетворить сначала и как тесно удовлетворить их. Эта опция применяется и к целям состояния положения и скорости.
| Приоритетный уровень | Описание |
|---|---|
High (desired) | Удовлетворите цель состояния точно |
Low (approximate) | Удовлетворите цель состояния приблизительно |
Во время блока высокоприоритетные цели ведут себя как точные руководства. Низкоприоритетные цели ведут себя как грубые руководства.
Введите целевое численное значение состояния. Значением по умолчанию является 0. Выберите или введите физическую единицу измерения. Значением по умолчанию является m для положения и m/s для скорости.
Задайте призматическую примитивную внутреннюю механику. Внутренняя механика включает линейные пружинные силы, составляя аккумулирование энергии, и ослабляя силы, составляя энергетическое рассеяние. Можно проигнорировать внутреннюю механику путем хранения пружинной жесткости и затухания содействующих значений в 0.
Введите пружинное положение равновесия. Это - расстояние между основой и источниками кадра последователя, в которых пружинная сила является нулем. Значением по умолчанию является 0. Выберите или введите физическую единицу измерения. Значением по умолчанию является m.
Введите линейный коэффициент упругости. Это - сила, требуемая переместить объединенный примитив единичным расстоянием. Значением по умолчанию является 0. Выберите или введите физическую единицу измерения. Значением по умолчанию является N/m.
Введите линейный коэффициент затухания. Это - сила, требуемая поддержать постоянную объединенную примитивную скорость между кадрами последователя и основой. Значением по умолчанию является 0. Выберите или введите физическую единицу измерения. Значением по умолчанию является N/(m/s).
Ограничьте область значений движения объединенного примитива. Соединение ограничивает пружинные демпферы использования, чтобы сопротивляться перемещению мимо границ области значений. Объединенный примитив может иметь нижнюю границу, верхнюю границу, обоих, или, в состоянии по умолчанию, ни одном. Чем более жесткий пружина, тем тяжелее остановка или возврат, если колебания возникают. Чем более сильный демпфер, тем больше вязкие потери, которые постепенно уменьшают колебания контакта или в сверхослабленных примитивах, мешают им формироваться в целом.
Выберите, чтобы добавить нижнюю границу в область значений движения объединенного примитива.
Выберите, чтобы добавить верхнюю границу в область значений движения объединенного примитива.
Местоположение мимо, чтобы сопротивляться объединенному перемещению. Местоположение является смещением от основы до последователя, как измерено в опорной раме, в которой начинается контакт. Это - расстояние вдоль оси в призматических примитивах, углу об оси в закрученных назад примитивах и углу между двумя осями в сферических примитивах.
Сопротивление пружины контакта к смещению мимо объединенного предела. Пружина линейна, и ее жесткость является постоянной. Чем больше значение, тем тяжелее остановка. Пропорция пружины силам демпфера определяет, является ли остановка underdamped и подверженный колебаниям на контакте.
Сопротивление демпфера контакта, чтобы двинуться мимо объединенного предела. Демпфер линеен, и его коэффициент является постоянным. Чем больше значение, тем больше вязкие потери, которые постепенно уменьшают колебания контакта, если кто-либо возникает. Пропорция пружины силам демпфера определяет, является ли остановка underdamped и подверженный колебаниям на контакте.
Область, по которой можно повысить силу пружинного демпфера до ее полной стоимости. Область является расстоянием вдоль оси в призматических примитивах, углу об оси в закрученных назад примитивах и углу между двумя осями в сферических примитивах.
Чем меньший область, тем более резкое начало контакта и меньшего такт требуется из решателя. В компромиссе между точностью симуляции и скоростью симуляции, уменьшая область перехода улучшает точность, в то время как расширение его улучшает скорость.
Задайте опции приведения в действие для призматического объединенного примитива. Режимы приведения в действие включают Force и Motion. Выбор Provided by Input из выпадающего списка для режима приведения в действие добавляет соответствующий порт физического сигнала в блок. Используйте этот порт, чтобы задать входной сигнал. Сигналы приведения в действие разрешены в опорной раме.
Выберите установку силы приведения в действие. Настройкой по умолчанию является None.
| Установка силы приведения в действие | Описание |
|---|---|
None | Никакая сила приведения в действие. |
Provided by Input | Сила приведения в действие от физического сигнала вводится. Сигнал обеспечивает силу, действующую на кадр последователя относительно опорной рамы вдоль объединенной примитивной оси. Равная и противоположная сила действует на опорную раму. |
Automatically computed | Сила приведения в действие от автоматического вычисления. Simscape™ Multibody™ вычисляет и прикладывает силу приведения в действие на основе образцовой динамики. |
Выберите установку движения приведения в действие. Настройкой по умолчанию является Automatically Computed.
| Установка движения приведения в действие | Описание |
|---|---|
Provided by Input | Соедините примитивное движение от входа физического сигнала. Сигнал обеспечивает желаемую траекторию кадра последователя относительно опорной рамы вдоль объединенной примитивной оси. |
Automatically computed | Соедините примитивное движение от автоматического вычисления. Simscape Multibody вычисляет и применяет объединенное примитивное движение на основе образцовой динамики. |
Выберите переменные, чтобы распознаться в призматическом объединенном примитиве. Выбор переменной представляет порт физического сигнала, который выводит измеренное количество как функцию времени. Каждое количество измеряется для кадра последователя относительно опорной рамы. Это разрешено в опорной раме. Можно использовать сигналы измерения для анализа или, как введено в системе управления.
Выберите эту опцию, чтобы обнаружить относительное положение источника кадра последователя относительно источника опорной рамы вдоль объединенной примитивной оси.
Выберите эту опцию, чтобы обнаружить относительную скорость источника кадра последователя относительно источника опорной рамы вдоль объединенной примитивной оси.
Выберите эту опцию, чтобы обнаружить относительное ускорение источника кадра последователя относительно источника опорной рамы вдоль объединенной примитивной оси.
Выберите эту опцию, чтобы обнаружить силу приведения в действие, действующую на кадр последователя относительно опорной рамы вдоль объединенной примитивной оси.
Задайте закрученные назад примитивные цели состояния и их приоритетные уровни. Цель состояния является требуемым значением для одного из объединенных параметров состояния — положение и скорость. Приоритетный уровень является относительной важностью цели состояния. Это определяет, как точно цель должна быть достигнута. Используйте инструмент Model Report в Mechanics Explorer, чтобы проверять состояние блока на каждую объединенную цель состояния.
Выберите эту опцию, чтобы задать желаемое объединенное примитивное положение в нуле времени. Это - относительный угол поворота, измеренный об объединенной примитивной оси, кадра последователя относительно опорной рамы. Заданная цель разрешена в опорной раме. Выбор этой опции представляет поля приоритета и значения.
Выберите эту опцию, чтобы задать желаемую объединенную примитивную скорость в нуле времени. Это - относительная угловая скорость, измеренная об объединенной примитивной оси, кадра последователя относительно опорной рамы. Это разрешено в опорной раме. Выбор этой опции представляет поля приоритета и значения.
Выберите целевой приоритет состояния. Это - уровень важности, присвоенный цели состояния. Если все цели состояния не могут быть одновременно удовлетворены, приоритетный уровень определяет, какие цели удовлетворить сначала и как тесно удовлетворить их. Эта опция применяется и к целям состояния положения и скорости.
| Приоритетный уровень | Описание |
|---|---|
High (desired) | Удовлетворите цель состояния точно |
Low (approximate) | Удовлетворите цель состояния приблизительно |
Во время блока высокоприоритетные цели ведут себя как точные руководства. Низкоприоритетные цели ведут себя как грубые руководства.
Введите целевое численное значение состояния. Значением по умолчанию является 0. Выберите или введите физическую единицу измерения. Значением по умолчанию является deg для положения и deg/s для скорости.
Задайте закрученную назад примитивную внутреннюю механику. Внутренняя механика включает линейные пружинные крутящие моменты, составляя аккумулирование энергии и линейные крутящие моменты затухания, составляя энергетическое рассеяние. Можно проигнорировать внутреннюю механику путем хранения пружинной жесткости и затухания содействующих значений в 0.
Введите пружинное положение равновесия. Это - угол поворота между основой и кадрами последователя, в которых пружинный крутящий момент является нулем. Значением по умолчанию является 0. Выберите или введите физическую единицу измерения. Значением по умолчанию является deg.
Введите линейный коэффициент упругости. Это - крутящий момент, требуемый вращать объединенный примитив модульным углом. Значением по умолчанию является 0. Выберите или введите физическую единицу измерения. Значением по умолчанию является N*m/deg.
Введите линейный коэффициент затухания. Это - крутящий момент, требуемый поддержать постоянную объединенную примитивную угловую скорость между кадрами последователя и основой. Значением по умолчанию является 0. Выберите или введите физическую единицу измерения. Значением по умолчанию является N*m/(deg/s).
Ограничьте область значений движения объединенного примитива. Соединение ограничивает пружинные демпферы использования, чтобы сопротивляться перемещению мимо границ области значений. Объединенный примитив может иметь нижнюю границу, верхнюю границу, обоих, или, в состоянии по умолчанию, ни одном. Чем более жесткий пружина, тем тяжелее остановка или возврат, если колебания возникают. Чем более сильный демпфер, тем больше вязкие потери, которые постепенно уменьшают колебания контакта или в сверхослабленных примитивах, мешают им формироваться в целом.
Выберите, чтобы добавить нижнюю границу в область значений движения объединенного примитива.
Выберите, чтобы добавить верхнюю границу в область значений движения объединенного примитива.
Местоположение мимо, чтобы сопротивляться объединенному перемещению. Местоположение является смещением от основы до последователя, как измерено в опорной раме, в которой начинается контакт. Это - расстояние вдоль оси в призматических примитивах, углу об оси в закрученных назад примитивах и углу между двумя осями в сферических примитивах.
Сопротивление пружины контакта к смещению мимо объединенного предела. Пружина линейна, и ее жесткость является постоянной. Чем больше значение, тем тяжелее остановка. Пропорция пружины силам демпфера определяет, является ли остановка underdamped и подверженный колебаниям на контакте.
Сопротивление демпфера контакта, чтобы двинуться мимо объединенного предела. Демпфер линеен, и его коэффициент является постоянным. Чем больше значение, тем больше вязкие потери, которые постепенно уменьшают колебания контакта, если кто-либо возникает. Пропорция пружины силам демпфера определяет, является ли остановка underdamped и подверженный колебаниям на контакте.
Область, по которой можно повысить силу пружинного демпфера до ее полной стоимости. Область является расстоянием вдоль оси в призматических примитивах, углу об оси в закрученных назад примитивах и углу между двумя осями в сферических примитивах.
Чем меньший область, тем более резкое начало контакта и меньшего такт требуется из решателя. В компромиссе между точностью симуляции и скоростью симуляции, уменьшая область перехода улучшает точность, в то время как расширение его улучшает скорость.
Задайте опции приведения в действие для примитивного шарнирного соединения. Режимы приведения в действие включают Torque и Motion. Выбор Provided by Input из выпадающего списка для режима приведения в действие добавляет соответствующий порт физического сигнала в блок. Используйте этот порт, чтобы задать входной сигнал. Входные сигналы разрешены в опорной раме.
Выберите установку крутящего момента приведения в действие. Настройкой по умолчанию является None.
| Установка крутящего момента приведения в действие | Описание |
|---|---|
None | Никакой крутящий момент приведения в действие. |
Provided by Input | Крутящий момент приведения в действие от физического сигнала вводится. Сигнал обеспечивает крутящий момент, действующий на кадр последователя относительно опорной рамы об объединенной примитивной оси. Равный и противоположный крутящий момент действует на опорную раму. |
Automatically computed | Крутящий момент приведения в действие от автоматического вычисления. Simscape Multibody вычисляет и применяет крутящий момент приведения в действие на основе образцовой динамики. |
Выберите установку движения приведения в действие. Настройкой по умолчанию является Automatically Computed.
| Установка движения приведения в действие | Описание |
|---|---|
Provided by Input | Соедините примитивное движение от входа физического сигнала. Сигнал обеспечивает желаемую траекторию кадра последователя относительно опорной рамы вдоль объединенной примитивной оси. |
Automatically computed | Соедините примитивное движение от автоматического вычисления. Simscape Multibody вычисляет и применяет объединенное примитивное движение на основе образцовой динамики. |
Выберите переменные, чтобы распознаться в примитивном шарнирном соединении. Выбор переменной представляет порт физического сигнала, который выводит измеренное количество как функцию времени. Каждое количество измеряется для кадра последователя относительно опорной рамы. Это разрешено в опорной раме. Можно использовать сигналы измерения для анализа или, как введено в системе управления.
Выберите эту опцию, чтобы обнаружить относительный угол поворота кадра последователя относительно опорной рамы об объединенной примитивной оси.
Выберите эту опцию, чтобы обнаружить относительную угловую скорость кадра последователя относительно опорной рамы об объединенной примитивной оси.
Выберите эту опцию, чтобы обнаружить относительное угловое ускорение кадра последователя относительно опорной рамы об объединенной примитивной оси.
Выберите эту опцию, чтобы обнаружить крутящий момент приведения в действие, действующий на кадр последователя относительно опорной рамы об объединенной примитивной оси.
Выберите составные силы и крутящие моменты, чтобы распознаться. Их измерения охватывают все объединенные примитивы и не характерны ни для одного. Они прибывают в два вида: ограничение и общее количество.
Ограничительные измерения дают сопротивление против движения на заблокированных осях соединения. В призматических соединениях, например, которые запрещают перевод на xy плоскости, то сопротивление балансирует все возмущения в направлениях X и Y. Общие измерения дают сумму по всем силам, и закручивает из-за входных параметров приведения в действие, внутренние пружины и демпферы, объединенные пределы положения и кинематические ограничения, которые ограничивают степени свободы соединения.
Вектор, чтобы распознаться от пары реакции действия между основой и кадрами последователя. Пара является результатом третьего закона Ньютона движения, которое, для объединенного блока, требует, чтобы сила или крутящий момент на кадре последователя сопровождали равную и противоположную силу или крутящий момент на опорной раме. Укажите, распознаться ли, который проявленный опорной рамой на кадре последователя или проявленный последователем структурирует на опорной раме.
Структурируйте, на котором можно разрешить векторные компоненты измерения. Кадры с различными ориентациями дают различные векторные компоненты для того же измерения. Укажите, получить ли те компоненты от осей опорной рамы или от осей кадра последователя. Выбор имеет значение только в соединениях с вращательными степенями свободы.
Динамическая переменная, чтобы измериться. Ограничение обеспечивает встречный перевод на заблокированных осях соединения при разрешении его на свободных осях его примитивов. Выберите, чтобы вывести ограничительный вектор силы через порт fc.
Динамическая переменная, чтобы измериться. Ограничение закручивает встречное вращение на заблокированных осях соединения при разрешении его на свободных осях его примитивов. Выберите, чтобы вывести ограничительный вектор крутящего момента через порт tc.
Динамическая переменная, чтобы измериться. Общая сила является суммой через все объединенные примитивы по всем источникам — входные параметры приведения в действие, внутренние пружины и демпферы, объединенные пределы положения и кинематические ограничения. Выберите, чтобы вывести общий вектор силы через порт ft.
Динамическая переменная, чтобы измериться. Общий крутящий момент является суммой через все объединенные примитивы по всем источникам — входные параметры приведения в действие, внутренние пружины и демпферы, объединенные пределы положения и кинематические ограничения. Выберите, чтобы вывести общий вектор крутящего момента через порт tt.
Этот блок имеет два порта кадра. Это также имеет дополнительные порты физического сигнала для определения входных параметров приведения в действие и обнаружения динамических переменных, таких как силы, крутящие моменты и движение. Вы представляете дополнительный порт путем установки распознающегося флажка, соответствующего тому порту.
B Опорная рама
F Кадр последователя
Призматический объединенный примитив обеспечивает следующие порты приведения в действие:
fz — Сила приведения в действие, действующая на призматический объединенный примитив Z
pz — Желаемая траектория призматического объединенного примитива Z
Примитивы шарнирного соединения обеспечивают следующие порты приведения в действие:
tx, ty, tz — Крутящие моменты приведения в действие, действующие на эти X, Y, и примитивы шарнирного соединения Z
qx, qy, qz — Желаемые вращения этих X, Y, и примитивы шарнирного соединения Z
Призматический примитив обеспечивает следующие порты обнаружения:
pz — Положение призматического объединенного примитива Z
vz — Скорость призматического объединенного примитива Z
азимут — Ускорение призматического объединенного примитива Z
fz — Сила приведения в действие, действующая на призматический объединенный примитив Z
Закрученные назад примитивы обеспечивают следующие порты обнаружения:
qx, qy, qz — Угловые положения этих X, Y, и примитивы шарнирного соединения Z
wx, wy, wz — Угловые скорости этих X, Y, и примитивы шарнирного соединения Z
основной обмен, bz — Угловые ускорения этих X, Y, и примитивы шарнирного соединения Z
tx, ty, tz — Крутящие моменты приведения в действие, действующие на эти X, Y, и примитивы шарнирного соединения Z
Следующие порты обнаружения предоставляют составным силам и крутящим моментам, действующим на соединение:
фК Ограничительная сила
tc — Ограничительный крутящий момент
ft — Общая сила
tt — Общий крутящий момент
