Joint Sensor
Объединенная сила, крутящий момент и датчик движения
Библиотека
Первое поколение/Sensors & Actuators
Описание
Предупреждение
Это содержимое характерно для программного обеспечения Simscape™ Multibody™ First Generation. Функции первого поколения намечают, чтобы быть удержанными от использования и нужно избежать.
Блок Joint Sensor измеряет положение, скорость и/или ускорение объединенного примитива в Блоке соединений. Это также измеряет силу реакции и крутящий момент через Соединение.
Объединенный Датчик измеряет движение вдоль/о объединенной оси (или о точке опоры для сферического примитива) в системе координат привязки (CS), заданный для того объединенного примитива в диалоговом окне Соединения. Соединение соединяет основу и Тело последователя в одной системе координат тела на каждом теле. Последовательность основного последователя определяет смысл движения, которое задано как последователь относительно основы.
В зависимости от объединенного примитива, обнаруживаемого, вы измеряете комбинацию выходных параметров от одного из этих типов движения:
| Тип движения | Объединенный тип примитива | Измерения | Относительные движения связанного последователя и основных систем координат |
|---|---|---|---|
| Поступательный | Призматический | Линейное положение Линейная скорость Линейное ускорение | Расстояние прошло призматическая примитивная ось источник CS тела последователя относительно основного источника CS тела |
| Вращательный | Вращательный | \angle Скорость вращения Ускорение | Угол поворота приблизительно ось вращательного примитива источник CS тела последователя относительно основного источника CS тела |
| Сферический | Сферический | Кватернион Кватернион первая производная Кватернион вторая производная | Вращательная ориентация осей CS тела последователя относительно основных осей CS тела |
Вход является портом коннектора, соединенным с обнаруживаемым Соединением. Выходной порт является набором сигналов Simulink® или одним связанным Сигналом Simulink положения, скорости, ускорения, вычисленной силы и/или силы реакции объединенного примитива.
Блок Joint Sensor измеряет один объединенный примитив за один раз:
Примитивное Соединение (Призматический или Вращательный) имеет только один примитивный в Соединении, чтобы распознаться.
Составное Соединение имеет несколько объединенных примитивов в, и необходимо выбрать который примитивный, чтобы распознаться с Объединенным Датчиком.
Относительная ориентация последователя и основных тел в сферическом движении
В сферическом примитивном случае совместное движение является 3D вращением, которое является ориентацией основных осей CS тела относительно осей CS тела последователя. Датчик возвращает кватернион q, соответствующий матрице вращения R, который представляет эту ориентацию.
Компоненты того же векторного v, как измерено в последователе и основных осях CS тела связаны v F = R T · v B. Вектор-столбец v B перечисляет три компонента векторного v, измеренные в основных осях CS тела. Вектор-столбец v F перечисляет три компонента векторного v, измеренные в осях CS тела последователя. Столбцы матрицы вращения R являются компонентами модульных базисных векторов CS тела последователя, измеренных относительно основных осей CS тела.
Смотрите Представления Движения Тела и Представления Ориентации Тела для получения дополнительной информации о представлении положения тела и ориентации, матриц вращения, и скорости вращения, а также отношения R и q.
Совместное движение и домашняя настройка
Блок Joint Sensor измеряет состояние степени свободы, поступательной или вращательной. Это измеряет это состояние относительно домашней настройки, состояние машины перед применением начальных приводов условия и блоком демонтированных соединений. Таким образом Объединенный Датчик измеряет эффект последних, которые действуют, прежде чем симуляция запускается.
Реакция и вычисленная сила на соединении
Сила реакции и крутящий момент являются трехкомпонентными векторами силы и крутящего момента, который соединение передает от основного Тела до Тела последователя.
Вычисленная сила является компонентом силы реакции, спроектированной вдоль призматической примитивной оси. Это - также сила вдоль призматической оси, которая воспроизводит движение последователя относительно основы.
Вычисленный крутящий момент является компонентом крутящего момента реакции, спроектированного вдоль оси вращательного примитива. Это - также крутящий момент о вращательной оси, которая воспроизводит движение последователя относительно основы.
Объединенная реакция и вычисленная сила (призматический случай)
Диалоговое окно и параметры
Диалоговое окно имеет одну активную область, Measurements. Параметры блоков не отображены, если вы не соединяете его с определенным Блоком соединений.
Измерения
- Connected to primitive
В выпадающем меню выберите объединенный примитив в Соединении, которое вы хотите измерить с Объединенным Датчиком. Примитивный Блок соединений имеет, только один соединяется примитивный.
Если Объединенный Датчик не соединяется с Блоком соединений, это меню не показывают.
- Output selected parameters as one signal
Установите этот флажок, чтобы преобразовать все выходные сигналы в один связанный сигнал. Значение по умолчанию выбрано. Если вы очистите его, блок Joint Sensor вырастит столько же выходных портов Simulink, сколько существуют активные выбранные сигналы, в том же порядке, от начала до конца, в диалоговом окне.
Если флажок устанавливается, Сигнал Simulink имеет все активные сигналы, упорядоченные в вектор одной строки. Порядок и тип компонентов сигнала зависят от объединенного примитива, как перечислено в таблицах Сигнала Simulink после.
Вкладка Measurements, которую вы видите в Объединенном диалоговом окне Датчика, зависит от типа объединенного примитива, с которым вы соединяете Объединенный Датчик.
Измерение призматического движения
В области Primitive Outputs установите флажок для каждого из возможных измерений, которые вы хотите сделать: Position, Velocity, Acceleration и Computed force.
В выпадающих меню Units выберите модули для каждого из измерений, которые вы хотите. Значениями по умолчанию является m (метры), m/s (метры/секунда), m/s2 (meters/second2), N (ньютоны), соответственно, для Position, Velocity, Acceleration и Computed force.
Связанному выходному сигналу Simulink для призматического примитива заказали эти измерения подряд вектор. Невыбранные компоненты удалены из векторного сигнала:
| Положение | Скорость | Ускорение | Вычисленная сила | Крутящий момент реакции (с 3 векторами) | Сила реакции (с 3 векторами) |
Измерение вращательного движения
В области Primitive Outputs установите флажок для каждого из возможных измерений, которые вы хотите сделать: Angle, Angular velocity, Angular acceleration и Computed torque.
В выпадающих меню Units выберите модули для каждого из измерений, которые вы хотите. Значениями по умолчанию является deg (степени), deg/s (степени/секунда), deg/s2 (degrees/second2), N*m (ньютон-метры) и N (ньютоны), соответственно, для Angle, Angular Velocity, Angular Acceleration и Computed torque.
Связанному выходному сигналу Simulink для вращательного примитива заказали эти измерения подряд вектор. Невыбранные компоненты удалены из векторного сигнала:
| \angle | Скорость вращения | Угловое ускорение | Вычисленный крутящий момент | Крутящий момент реакции (с 3 векторами) | Сила реакции (с 3 векторами) |
Совет
Абсолютный угол вращательного движения сопоставлен на интервале (-180o, +180o] степени или (-π, +π] радианы.
Измерение сферического движения
В области Primitive Outputs установите флажок для каждого из возможных измерений, которые вы хотите сделать: Quaternion, Quaternion, derivative и Quaternion, second derivative.
Кватернионы являются безразмерными, векторами-строками с 4 компонентами. Единица измерения времени для производных является секундами.
Связанному выходному сигналу Simulink для сферического примитива заказали эти измерения кватерниона в больший вектор-строку. Невыбранные компоненты удалены из векторного сигнала:
| Кватернион (с 4 векторами) | Кватернион, производная (с 4 векторами) | Кватернион, вторая производная (с 4 векторами) | Крутящий момент реакции (с 3 векторами) | Сила реакции (с 3 векторами) |
Сила реакции и крутящий момент
В области Joint Reactions установите флажок для каждого из возможных измерений, которые вы хотите сделать.
- Reaction torque
Установите флажок, чтобы вывести крутящий момент реакции.
- Reaction force
Установите флажок, чтобы вывести силу реакции.
- Reaction measured on
Выберите Body, на котором сила реакции и закручивают векторы, измеряются,
BaseилиFollower. Значением по умолчанию являетсяBase.- With respect to CS
В выпадающем меню выберите систему координат, в которой крутящий момент реакции и обеспечивают векторы, измеряются: любой
Local (Body CS)с которым Датчик соединяется илиAbsolute (World)по умолчанию.В
Absoluteслучаю, силе и векторам крутящего момента измерили компоненты относительно инерционных Мировых осей CS. ВLocalслучай, та же сила и сигналы крутящего момента предварительно умножаются на обратную матрицу вращения ориентации R-1 = R T для Тела, выбранного в Reactions measured on.
Пример
Вот Объединенный Датчик, соединенный с Призматическим, которое соединяет два Тела:
Необходимо добавить порт Sensor (порт коннектора) к Блоку соединений, чтобы соединить Объединенный Датчик с ним. Основа (B) - последовательность последователя (ф) Боди на двух сторонах Соединения определяет смысл Объединенных данных о Датчике.
Смотрите также
Body Sensor, Constraint & Driver Sensor, Joint Actuator, Joint Initial Condition Actuator, Joint Stiction Actuator, Mechanical Branching Bar, Prismatic, Revolute, Spherical
Смотрите состояние движения кинематики и машины, представления движения тела, и распознающихся движений и сил.