Variable Mass & Inertia Actuator
Зависящая от времени масса и параметры инерции
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 Variable Mass & Inertia Actuator позволяет вам варьироваться массовый m и/или тензор инерции I Тела, с которым это соединяется. Общая форма второго закона Ньютона для линейного или углового движения
(масса или инерция) * ускорение = внешняя сила или крутящий момент
Этот блок внешне варьируется крайний левый параметр по этому закону движения с сигналом Simulink®.
Внимание
Variable Mass & Inertia Actuator не прикладывает сил тяги или закручивает сопоставленный с массовой потерей или усилением Тела. Такие эффекты тяги произошли бы на левой стороне силы или закона о крутящем моменте как условия, пропорциональные производным времени массы или тензора инерции, dm/dt или d I /dt, умноженный на связанные скорости тяги. Необходимо отдельно прикладывать такие силы тяги или крутящие моменты к Телу с Приводами Тела.
Как привод варьируется масса и инерция тела Tensor
Вы соединяете блок Variable Mass & Inertia Actuator с исходным Телом в системе координат (CS) Тела. Можно соединить несколько Variable Mass & Inertia Actuators с одним Телом, каждым Приводом в отдельном порте Body CS. Если порты Body CS испытывают недостаток, открывают диалоговое окно Тела и создают их по мере необходимости.
В каждом CS Тела, так соединенном, Variable Mass & Inertia Actuator создает невидимое тело. Прикрепление эквивалентно соединению другого Тела со Сваркой, за исключением того, что массовые свойства другого тела меняются в зависимости от времени. Это невидимое тело имеет изменяющийся во времени массовый и/или симметричный тензор инерции, предоставленный внешним Сигналом Simulink. Система координат центра тяжести (CS CG) невидимого тела идентична присоединенному CS Тела. Тензор инерции невидимого тела оценен в этом CS в осях этой системы координат.
Составное тело
После того, как запущенный, симуляция Simscape Multibody создает объединенное или составное тело, сделанное из невидимого, изменяющегося во времени тела, созданного Приводом и исходным Телом. Общая масса составного тела является суммой видимого Тела и масс невидимого тела. CG этого составного тела повторно вычисляется на каждом временном шаге. Тензор инерции составного тела формируется на каждом временном шаге путем объединения тензоров инерции видимого Тела и невидимого тела. Объединенный тензор инерции затем оценен в новом CG составного тела.
Чего требует невидимое тело
Изменяющаяся во времени масса и тензор инерции невидимого тела должны удовлетворить этим требованиям:
Массовые и основные инерционные моменты могут быть положительными, отрицательными, или нуль.
Единственное ограничение то, что общая масса и основные инерционные моменты составного тела быть неотрицательным.
Изменяющийся во времени тензор инерции невидимого тела должен быть симметричным.
Можно смешать переменное массовое и/или переменное приведение в действие тензора инерции.
| Приведение в действие | Эффект на связанном теле |
|---|---|
| Одна только переменная масса | Добавляет изменяющаяся во времени масса точки в присоединенном CS Тела |
| Один только переменный тензор инерции | Добавляет изменяющийся во времени тензор инерции в присоединенном CS Тела, не изменяя общую массу составного тела |
| Переменная масса и тензор инерции объединены | Добавляет невидимое тело с изменяющейся во времени массой и тензором инерции в присоединенном CS Тела |
Что не варьируется по исходному телу
В то время как невидимое, присоединенное тело и невидимое составное тело имеют изменяющиеся во времени массовые свойства, вы не видите видимых изменений в исходном Теле, которое вы приводите в движение. Массовые свойства в его диалоговом окне не изменяются.
Если вы визуализируете приводимое в движение Тело varying-mass/inertia как эквивалентный эллипсоид, эллипсоид отображен с помощью статических данных в самом диалоговом окне Тела. Отображенный эллипсоид игнорирует эффект любой Variable Mass & Inertia Actuators, присоединенной к Телу. Займитесь Телесным цветом и Геометрией.
Диалоговое окно и параметры
Диалоговое окно имеет одну активную область, Actuation.
Приведение в действие
Можно применить переменную массу, переменный тензор инерции или обоих, к телу.
Если вы применяете обоих, необходимо связать переменную массу и тензор инерции в сигнал с 10 компонентами в порядке, показанном в диалоговом окне.
- Mass
Установите флажок, чтобы применить внешнюю изменяющуюся во времени массу от входного Сигнала Simulink. В выпадающем меню направо, выберите модули для этой изменяющейся во времени массы. Значением по умолчанию является
kg(килограммы).- Inertia tensor
Установите флажок, чтобы применить внешний изменяющийся во времени тензор инерции от входного Сигнала Simulink. В выпадающем меню направо, выберите модули для этого изменяющегося во времени тензора инерции. Значением по умолчанию является
kg-m2 (килограмм-meters2).
Входной сигнал Simulink имеет следующие компоненты. Для переменной массы или одного только приведения в действие тензора инерции, не используйте недостающие компоненты.
| Изменяющаяся во времени масса (скаляр) | Изменяющийся во времени тензор инерции (с 9 векторами): (I 11 , I21 , I31 , I12 , ... ) |
Ссылки
[1] Корбин, H. C., и П. Стехл, Классическая Механика, Секонд-Эдайшн, Нью-Йорк, Дуврские Публикации, 1994 (первое издание, 1960), главы 2, 5, и 9.
[2] Голдстайн, H., Классическая Механика, Второй Выпуск, Чтение, Массачусетс, Аддисон-Уэсли, 1980, главы 4 и 5.
[3] Piscane, V. L., и Р. К. Мур, редакторы, Основные принципы Систем Пробела, Университетская Физика Джонса Хопкинса Лабораторный Ряд / Апплид-Физикс-Лэборэтори-Серис, Нью-Йорк, издательство Оксфордского университета, 1994, главы 3, 4, и 5.
Смотрите также
Смотрите Варьирование Массы и Инерции Тела Tensor для больше при варьировании массы и тензора инерции тела.