Правила, что необходимо следовать при создавании физической модели с программным обеспечением Simscape™, описаны в Основных принципах Моделирования Физических сетей. Этот раздел кратко рассматривает эти правила.
Создайте свою физическую модель при помощи комбинации блоков из библиотек Simscape Foundation и Utilities. Программное обеспечение Simscape позволяет вам создать сетевое представление системы в соответствии с проектом, на основе подхода Физической сети. Согласно этому подходу, каждая система представлена как состоящий из функциональных элементов, которые взаимодействуют друг с другом путем обмена энергией через их порты.
Каждая схема Simscape (или каждая топологически отличная физическая сеть в схеме) должны содержать блок Solver Configuration от библиотеки Simscape Utilities.
Если у вас есть гидравлические элементы в вашей модели, рабочая жидкость, используемая в гидросхеме, задает их глобальные параметры, такие как плотность жидкости, жидкая кинематическая вязкость, жидкий модуль объемной упругости, и так далее. Чтобы задать рабочую жидкость, присоедините блок Custom Hydraulic Fluid (или блок Гидравлическая Жидкость, доступный с библиотеками блоков Simscape Fluids™) к каждой топологически отличной гидросхеме. Если никакой блок Гидравлическая Жидкость или блок Custom Hydraulic Fluid не присоединены к схеме, блоки Гидравлики используют жидкость по умолчанию, которая эквивалентна жидкости, заданной блоком Custom Hydraulic Fluid со значениями параметров по умолчанию.
Если у вас есть газовые элементы в вашей модели, газовые свойства по умолчанию для сухого воздуха. Присоедините блок Gas Properties (G) к каждой топологически отличной схеме, чтобы изменить газовые свойства.
Если у вас есть сырые воздушные элементы в вашей модели, свойства по умолчанию соответствуют сухому воздуху, водяному пару и углекислому газу (дополнительный газ трассировки). Присоедините блок Moist Air Properties (MA) к каждой топологически отличной схеме, чтобы изменить воздушные свойства смеси.
Чтобы соединить регулярные блоки Simulink® (такие как источники или осциллографы) к вашей схеме физической сети, используйте блоки конвертера, как описано в Использовании Портов Физического сигнала.
Используйте инкрементный подход моделирования. Запустите с простой модели, запуска и диагностируйте его, затем добавьте желаемые специальные эффекты. Например, можно начать разрабатывать систему при помощи блока Resistive Tube из библиотеки Foundation, которая считает только для потерь на трение. На более позднем этапе в разработке можно хотеть рассчитать сжимаемость жидкости. Можно затем заменить его на Блок Гидравлический трубопровод, доступный с библиотеками блоков Simscape Fluids, или, в зависимости от приложения, даже с блоком Segmented Pipeline, если также необходимо вычислить инерцию жидкости. Для всех этих различных математических моделей настройка элемента (то есть, номер и тип портов и связанных переменных Through и Across) осталась бы то же самое, означая, что подход Физической сети позволяет вам заменить моделями разных уровней сложности, не вводя изменений в схематическом.
Блоки Simscape, в целом, показывают и порты Conserving
и импорт Физического сигнала и выходные порты
.
Следующие правила применяются к Сохранению портов:
Существуют различные типы портов Physical Conserving, используемых в блок-схемах Simscape, такой как гидравлические, электрические, механические поступательны, вращательное механическое устройство, и так далее. Каждому типу сопоставили определенные переменные Through и Across с ним. Для получения дополнительной информации смотрите Типы переменных.
Можно соединить порты Сохранения только с другими портами Сохранения того же типа. Проблемно-ориентированные стили линии и цвета помогают различать различные области и упростить процесс связи. Для получения дополнительной информации смотрите Проблемно-ориентированные Стили линии.
Линии Физического соединения, которые соединяют порты Сохранения вместе, являются ненаправленными линиями, которые несут физические переменные (Через и переменные Through, аналогичные описанному выше), а не сигналы. Вы не можете соединить Физические линии с портами Simulink или с портами Physical Signal.
Два непосредственно соединенных порта Сохранения должны иметь те же значения для всех своих переменных Across (таких как напряжение или скорость вращения).
Можно перейти линии Физического соединения. Когда вы делаете так, компоненты, непосредственно соединенные друг с другом, продолжают совместно использовать те же переменные Across. Любая переменная Through (такой как текущая или крутящий момент) переданный вдоль линии Физического соединения разделена между несколькими компонентами, соединенными ветвями. То, как переменная Through разделена, определяется системной динамикой.
Для каждой переменной Through сумма всех ее значений, текущих в точку разветвления, равняется сумме всех своих вытекающих значений.
Следующие правила применяются к портам Physical Signal:
Можно соединить порты Physical Signal с другими портами Physical Signal с регулярными линиями связи, похожими на связи Сигнала Simulink. Эти линии связи несут физические сигналы между блоками Simscape.
Можно соединить порты Physical Signal с портами Simulink через специальные блоки конвертера. Используйте блок Simulink-PS Converter, чтобы соединить выходные порты Simulink с импортом Физического сигнала. Используйте блок PS-Simulink Converter, чтобы соединить выходные порты Физического сигнала с импортом Simulink.
Физическим сигналам можно было сопоставить модули с ними. Диалоговые окна блока Simscape позволяют вам задать модули наряду со значениями параметров, где это необходимо. Используйте блоки конвертера, чтобы сопоставить модули с входным сигналом и задать желаемые модули выходного сигнала.
Для примеров применения этих правил при создании фактической физической модели смотрите, что учебное Создает и Симулирует Простую Модель.
