Документация

Объединенные примитивы

Каждый Блок соединений связывает вместе один или несколько объединенных примитивов, которые вместе задают степени свободы, которые тело последователя имеет относительно основного тела. Следующая таблица обобщает объединенные примитивы, найденные отдельно, или умножьтесь в Блоках соединений.

Объединенные типы

Блоки в библиотеке Simscape Multibody Joints попадают в следующие категории:

Объединенные оси

Блоки соединений задают одну или несколько осей перевода или вращения, вдоль которого или вокруг который блок последователя может переместиться относительно основного блока. Оси Блока соединений являются осями, заданными его примитивами компонентов:

Например, Плоский Блок соединений комбинирует две призматических оси и следовательно задает две оси перевода.

Направление оси.  По умолчанию оси призматических и вращательных примитивов указывают в том же направлении как z - ось системы Мировой координаты (CS). Диалоговое окно Блока соединений позволяет вам указывать свои призматические и вращательные оси в любом другом направлении (см. Направление Объединенных Осей).

Порядок оси.  Составные Соединения Simscape Multibody выполняют свое движение один объединенный примитив за один раз. Соединение, которое задает больше чем одну ось движения также, задает порядок, в котором тело последователя проходит каждая ось или о центре. Порядок, в котором оси и/или центр появляются в диалоговом окне Блока соединений, является порядком, в который перемещается тело последователя.

Различные примитивные порядки выполнения физически эквивалентны, если соединение не включает одно сферическое или три вращательных примитива. Чистые переводы и чистые двумерные вращения независимы от примитивного упорядоченного расположения.

Промежуток оси.  Промежуток примитивных осей является полным пробелом, заполненным их комбинацией. Например, одна примитивная ось задает линию, и две примитивных оси задают плоскость.

Объединенная направленность

Направленность является свойством соединения, которое определяет зависимость соединения на знаке сил или закручивает, применился к нему. Направленность соединения также определяет знак сигналов, выведенных датчиками, присоединенными к соединению. Каждое соединение Simscape Multibody в вашей модели имеет направленность. Необходимо смочь определить направленность соединения для того, чтобы привести в движение ее правильно и интерпретировать выход датчиков, присоединенных к ней.

Последователь соединения перемещается относительно основы соединения. Направленность соединения учитывает объединенный тип и направление оси соединения, можно следующим образом.

Направленность Призматического Соединения.  Если соединение является призматическим, положительная сила применилась к совместным действиям последователь в положительном направлении вдоль оси перевода. Датчик присоединил к объединенным выходным параметрам положительный сигнал, если последователь перемещается в положительное направление вдоль оси соединения перевода относительно основы.

Направленность Шарнирного соединения.  Если соединение вращательно, положительный крутящий момент применился к соединению, вращает последователя положительным углом вокруг оси соединения вращения, как определено правилом правой руки. Датчик, присоединенный к шарнирному соединению, выводит положительный сигнал, если последователь вращается положительным углом вокруг оси соединения оборота, как определено правилом правой руки.

Направленность Сферического Соединения.  Сферическая объединенная направленность означает положительное направление вращения этих трех вращательных степеней свободы. Выберите ось вращения, вращая использование правила правой руки от основных осей CS Тела. Затем вращайте Тело последователя о той оси в предназначенном для правой руки смысле.

Направленность и Упорядоченное расположение Составных Объединенных Примитивов.  Каждый объединенный примитив отдельно имеет свою собственную направленность, на основе типа примитива и направления его оси перевода или вращения. В каждом случае, теле последователя составных совместных действий вперед или вокруг оси объединенного примитива относительно основного тела.

Порядок примитивов в диалоговом окне составного Соединения определяет пространственную конструкцию соединения.

Первый перечисленный примитив присоединен к основе, второму к первому, и так далее, вниз последователю, который привязан к последнему примитиву.

Изменение Направленности Соединения.  Можно изменить направленность соединения также

Ограничения блока

Много соединений вводят одно или несколько ограничений, названных ограничениями блока, на размещении тел, которые они соединяют. Соединенные тела должны удовлетворить этим ограничениям в начале моделирования и после этого в допусках блока, которые можно задать (см. блок Машины Управления). Например, CSS Тела, присоединенный к вращательным и сферическим соединениям, должен совпасть в допусках блока; CSS Тела, присоединенный к Призматическому соединению, должен лечь на призматическую ось в допусках блока; CSS Тела, присоединенный к Плоскому соединению, должен быть компланарным с Плоскими примитивами и т.д. Составные соединения, например, соединение с шестью степенями свободы, вводят ограничения блока, равные самому строгому из его объединенных примитивов. Смотрите ссылку блока для каждого Соединения для получения информации об ограничениях блока, если таковые имеются, который это налагает.

Расположение тел так, чтобы они удовлетворили ограничениям блока соединения, называется, собирая соединение.

Все Соединения Simscape Multibody кроме блоков в подбиблиотеке Disassembled Joints требуют ручной сборки. Ручной блок влечет за собой вашу установку исходных положений соединенных тел к допустимым местоположениям (см. Собирающиеся Соединения). Симуляция собирает демонтированные соединения во время фазы инициализации модели. Это принимает, что вы уже собрали все другие соединения перед запуском симуляции. Следовательно соединения, которые требуют ручной сборки, называются собранными соединениями. Во время инициализации модели и на каждом временном шаге, симуляция также проверяет, чтобы гарантировать, что тела вашей модели удовлетворяют всем ограничениям блока. Если какому-либо из ваших тел модели не удается удовлетворить ограничениям блока, симуляция останавливает и отображает сообщение об ошибке.

Направление объединенных осей

По умолчанию призматические и вращательные оси объединенной точки в том же направлении как z - ось системы Мировой координаты. Изменить направление оси объединенного примитива:

Создание портов привода и датчика на соединении

Чтобы создать дополнительные порты коннектора на Соединении для Приводов и Датчиков, откройте диалоговое окно Соединения и установите Number of sensor/actuator ports на количество Приводов и Датчиков, которые вы планируете присоединить к Соединению.

Примените установку путем нажатия на OK или Apply.

Сборка соединений

Необходимо вручную собрать все собранные соединения в модели. Сборка соединения требует установки исходных положений ее присоединенной основы и CSS Тела последователя, таким образом, что они удовлетворяют ограничениям блока, введенным соединением (см. Ограничения блока). Рассмотрите, например, Модель и Симулируйте Машину С обратной связью.

Эта модель включает три панели, соединенные шарнирными соединениями друг с другом и с двумя наземными точками. Модель располагает источники CS портов Body CS, соединенных с каждым Соединением, таким образом, удовлетворяя ограничениям блока, введенным шарнирными соединениями.

Создание невесомого коннектора

Создать невесомый коннектор между двумя телами:

В процессе моделирования невесомый коннектор обеспечивает начальное разделение между телами хотя не обязательно начальная относительная ориентация.

Невесомый пример коннектора: тройной маятник

Рассмотрите тройной маятник, включающий крупные верхние и нижние части тела и среднее тело незначительной массы. Следующая модель использует Вращательно-вращательный невесомый коннектор, чтобы смоделировать такой маятник.

В этой модели объединенные оси Вращательно-вращательного коннектора имеют свою ориентацию по умолчанию вдоль Мира z - ось. В результате предплечье (Body1) вращается параллельный плоскости x-y В мире.

Невесомый пример коннектора: четырехзвенный механизм

Следующая модель заменяет одну из панелей (Bar2) в mech_four_bar модель с Вращательно-вращательным невесомым коннектором.

Эта модель изменяет источники CS Тела Bar3 к следующим значениям.

Это создает разделение между Bar3 и Bar1, равным длине Bar2 в исходной модели.

Симулируйте и оригинал и модифицированную модель. Заметьте, что невесомая версия коннектора перемещается по-другому, потому что вы устранили массу Bar2 из модели. Заметьте также, что невесомая панель не появляется в визуализации модифицированной модели, но это вызывается в этом рисунке для ясности.

Управление автоматическим блоком и собранной настройкой

Если ваша машина содержит блоки Объединенного начального привода условия (JICA), машина перемещена от ее дома до ее начальной настройки путем применения начальной информации об условии к соединениям машины сначала. Затем любые демонтированные соединения собраны, ведя к собранной настройке.

Во время сборки блока симуляция может двигать телами, соединенными собранными соединениями от их исходных положений для того, чтобы собрать демонтированные соединения. Решение для Simscape Multibody проблемы блока не может быть предсказано заранее, кроме простых случаев. Если вы не хотите, чтобы тела переместились во время сборки блока, используйте блоки JICA, чтобы задать исходные положения тел, положения которых вы хотите остаться зафиксированными во время процесса блока. Получившийся блок удовлетворит начальным условиям, заданным блоками JICA.

Демонтированный объединенный пример: четырехзвенный механизм

Этот пример создает и запускает модель демонтированной машины четырёхзвенника.

Обратитесь к примеру, Модели и Симулируйте Машину С обратной связью и mech_four_bar пример: