Объединенные блоки обеспечивают два параметра приведения в действие. Эти параметры, Force/Torque и Motion, управляют, как соединение ведет себя во время симуляции. В зависимости от установок параметров вы выбираете, объединенный блок может принять или параметр приведения в действие, как введено или автоматически вычислить его значение во время симуляции.
Дополнительная установка (None) позволяет вам устанавливать силу/крутящий момент приведения в действие непосредственно обнулять. Объединенный примитив свободен перемещаться во время симуляции, но это не имеет никакого входа привода. Движение должно косвенно силам и крутящим моментам, действующим в другом месте в модели, или непосредственно к скоростным целям состояния.
Как все объединенные параметры блоков, вы выбираете установки параметров приведения в действие для каждого объединенного примитива отдельно. Различные объединенные примитивы в том же блоке не должны совместно использовать те же настройки приведения в действие. Используя блок Pin Slot Joint, например, можно обеспечить вход движения и вычислять крутящий момент приведения в действие автоматически для Z Revolute Primitive (Rz) при наличии движения, автоматически вычисленного без силы приведения в действие для X Prismatic Primitive (Px).
Путем объединения различного Force/Torque и настроек приведения в действие Motion, можно достигнуть различных объединенных режимов приведения в действие. Передайте динамику, и обратные режимы динамики являются двумя типичными примерами. Вы приводите в действие объединенный примитив в прямом режиме динамики путем обеспечения силы/крутящего момента приведения в действие, как введено при наличии движения, автоматически вычисленного. С другой стороны вы приводите в действие объединенный примитив в обратном режиме динамики путем обеспечения движения, как введено при наличии силы/крутящего момента приведения в действие, автоматически вычисленной.
Другие объединенные режимы приведения в действие, включая полностью вычисленные и полностью заданные режимы, возможны. Таблица суммирует различные режимы приведения в действие, которые можно получить путем управления установками параметров приведения в действие.
Объединенные режимы приведения в действие
В более общем плане размышление об объединенном приведении в действие с точки зрения заданных или расчетных количеств — т.е. сила/крутящий момент и движение — обеспечивает более практический подход моделирования. Вы не можете всегда знать соответствующий режим для соединения, но, запланировав модель заранее, необходимо всегда знать ответы на два вопроса:
Действительно ли соединение примитивно механически приводимое в действие?
Желаемая траектория объединенного примитива известна?
Путем выбора объединенных настроек приведения в действие на основе ответов на эти вопросы можно гарантировать, что каждое соединение правильно установлено для приложения. Данные показывают соответствующие настройки в зависимости от ваших ответов.
Выбор объединенных примитивных настроек приведения в действие
Вход движения объединенного примитива является объектом timeseries, указывающим что траектория примитива. Для призматического примитива та траектория является координатой положения вдоль примитивной оси, данной как функция времени. Координата обеспечивает положение источника кадра последователя относительно источника опорной рамы. Примитивная ось разрешена в опорной раме.
Для закрученного назад примитива траектория является углом о примитивной оси, данной как функция времени. Этот угол обеспечивает вращение кадра последователя относительно опорной рамы о примитивной оси. Ось разрешена в опорной раме.
Сферические объединенные примитивы не предоставляют возможностей приведения в действие движения. Можно задать крутящий момент приведения в действие для этих примитивов, но вы не можете предписать их траектории. Те траектории всегда автоматически вычисляются из образцовой динамики во время симуляции.
В отличие от Actuation> Force/Torque, Actuation> параметр Motion не предоставляет нулевой входной возможности, соответствуя фиксированному объединенному примитиву во время симуляции. Можно, однако, предписать нулевое движение тем же путем, вы предписываете все другие типы движения: использование Simscape™ и блоков Simulink®.
В Simscape Multibody™ входные сигналы движения центральны положением. Вы задаете объединенное примитивное положение и, если отфильтровано к второго порядка, блок Simulink-PS Converter сглаживает сигнал при обеспечении его двух производных времени автоматически. Это поведение делает нулевое предписание движения прямым: только предоставьте постоянный сигнал входному порту приведения в действие движения объединенного примитива и моделируйте.
Данные показывают пример предписания нулевого движения. Блок Simulink Constant обеспечивает постоянное значение положения. Блок Simulink-PS Converter преобразовывает этот Сигнал Simulink в сигнал Simscape, совместимый с входным портом приведения в действие движения блока Base-Crank Revolute Joint. Предположение, что блок и симуляция успешны, это совместное завещание поддерживает фиксированный угол 30 градусов, соответствуя набору значений в блоке Simulink Constant и модульному набору в блоке Simulink-PS Converter.
При предписании объединенной примитивной траектории это практично, чтобы задать один вход, положение и фильтр, которые вводят использование блока Simulink-PS Converter. Этот фильтр, который должен второго порядка, автоматически обеспечивает в два раза производные входа движения. Поскольку это также сглаживает входной сигнал, фильтр может помочь предотвратить проблемы симуляции из-за внезапных изменений, или разрывы, такие как те представляют при использовании блока Simulink Step.
Фильтрация сглаживает входной сигнал по масштабу времени порядка входа, фильтрующего временную константу. Чем больше временная константа, тем больше сглаживание сигнала и более искаженный сигнал имеют тенденцию стать. Чем меньший временная константа, тем ближе отфильтрованный сигнал к входному сигналу, но также и чем больше образцовая жесткость — и, следовательно, тем медленнее симуляция.
Как инструкция, вход, фильтрующий временную константу, должен быть только столь же маленьким как самый маленький соответствующий масштаб времени в модели. По умолчанию его значение составляет 0,001 с. В то время как соответствующее для многих моделей, это значение является часто слишком маленьким для моделей Simscape Multibody. Для более быстрой симуляции запустите со значения 0,01 с. Уменьшите это значение для большей точности.
Если вы знаете в два раза производные входного сигнала движения, можно задать их непосредственно. Этот подход является самым удобным для простых траекторий с простыми производными. Необходимо, однако, гарантировать, что два производных сигнала совместимы с сигналом положения. Если они не, даже когда симуляция продолжает, результаты могут быть неточными.
Соединения Simscape Multibody с входными параметрами движения запускают симуляцию (Ctrl+T) в исходном положении, продиктованном входным сигналом. Это исходное положение может отличаться от собранного состояния, которым управляет алгоритм блока, оптимизированный, чтобы достигнуть объединенных целей состояния, если таковые имеются. Даже в отсутствие объединенных целей состояния, собранное состояние может отличаться от этого в нуле времени симуляции.
Вы получаете собранное состояние каждый раз, когда вы обновляете блок-схему, например, путем нажатия Ctrl+D. Вы получаете начальное состояние симуляции каждый раз, когда вы запускаете симуляцию, например, путем нажатия Ctrl+T и приостановки в нуле времени.
Из-за несоответствия между двумя состояниями, Образцовый Отчет обеспечивает точные данные о начальном состоянии только для моделей, испытывающих недостаток во входных параметрах движения. Для моделей, обладающих входными параметрами движения, те данные точны только, когда исходное положение, предписанное входным сигналом движения точно, совпадает с исходным положением, предписанным в объединенных целях состояния.
Точно так же Mechanics Explorer отображает начальные объединенные состояния точно только для моделей, испытывающих недостаток во входных параметрах движения. Когда это переходит от собранного состояния до начального состояния симуляции, Mechanics Explorer может показать внезапный скачок, если модель содержит входные параметры движения, которые несовместимы с объединенными целями состояния. Можно устранить внезапное изменение путем создания исходного положения предписанным входными параметрами совместного движения равный исходному положению предписанный объединенными целями состояния.
При фильтрации входного сигнала с помощью блока Simulink-PS Converter необходимо только обеспечить сигнал положения. Блок автоматически вычисляет производные. Необходимо, однако, выбрать просачивание второго порядка диалогового окна блока:
Откройте диалоговое окно блока Simulink-PS Converter и нажмите Input Handling.
В Filtering and derivatives выберите Filter input.
В Input filtering order выберите Second-order filtering.
В Input filtering time constant (in seconds) введите характеристическое время, за которое фильтр сглаживает сигнал. Хорошее начальное значение является секундами 0.01.
При обеспечении входных производных непосредственно, необходимо сначала вычислить те производные. Затем с помощью блока Simulink-PS Converter можно предоставить их целевому объединенному блоку. Задавать входные производные непосредственно:
Откройте блок Simulink-PS Converter, получающий входной сигнал, и кликните по вкладке Input Handling.
В Filtering and derivatives выберите Provide input derivative(s).
Чтобы задать обе производные, в Input derivatives, выбирают Provide first and second derivatives.
Блок отображает два дополнительных порта физического сигнала, один для каждой производной.
