Анализируйте движение в различных значениях параметров

Обзор модели

В этом примере вы создаете простой скрипт MATLAB^®, чтобы симулировать модель четырёхзвенника в различных длинах разветвителя. Скрипт использует координаты движения разветвителя, полученное использование блока Transform Sensor, чтобы построить получившуюся кривую разветвителя в каждом значении длины разветвителя. Для получения информации о том, как создать модель четырёхзвенника, используемую в этом примере, см. Модель Кинематическая Цепь С обратной связью.

Создайте модель

В командной строке MATLAB введите smdoc_four_bar. Модель четырёхзвенника открывается. Для получения инструкций по тому, как создать эту модель, см. Модель Кинематическая Цепь С обратной связью.
Под маской блока Binary Link B соедините третий блок Outport как показано на рисунке. Можно добавить блок Outport путем копирования и вставки Conn1 или Conn2. Новый блок идентифицирует систему координат, траекторию которой вы строите в этом примере.

Добавьте следующие блоки в модель. В процессе моделирования блок Transform Sensor вычисляет и выводит траекторию разветвителя относительно мировой системы координат.

Библиотека	Блок	Количество
Системы координат и преобразования	World Frame	1
Системы координат и преобразования	Transform Sensor	1
Утилиты Simscape™	PS-Simulink Converter	2
Simulink^® Sinks	Outport	2

В диалоговом окне блока Датчика Преобразования выберите эти переменные:
- Translation> Y
- Translation> Z
Блок осушает порты системы координат y и z, через который он выводит координаты траектории разветвителя.
Соедините блоки как показано на рисунке. Обязательно инвертируйте блок Transform Sensor так, чтобы его порт базовой системы координат, пометил B, подключения к блоку World Frame.

Задайте параметры блоков

В Блоке Configuration Механизма измените Uniform Gravity в None.
В блоке Base-Crank Revolute Joint задайте следующие скоростные цели состояния. Цели обеспечивают соответствующий источник движения в целях этого примера.
- Выберите State Targets> Specify Velocity.
- В State Targets> Specify Velocity> Value, введите 2 rev/s.
- Отмените выбор State Target> Specify Position.
Задайте длины следующей ссылки. Длина ссылки разветвителя параметрируется в терминах переменной MATLAB, LCoupler, включение вас изменяет свое значение итеративно с помощью простого скрипта MATLAB.

Блок Параметр Значение
Бинарная ссылка B Длина LCoupler
Бинарная ссылка A1 Длина 25
Сохраните модель в удобной папке, назвав его smdoc_four_bar_msensing.

Блок	Параметр	Значение
Бинарная ссылка B	Длина	LCoupler
Бинарная ссылка A1	Длина	25

Создайте скрипт симуляции

Создайте скрипт MATLAB, чтобы итеративно запустить симуляцию в различных длинах ссылки разветвителя:

На панели инструментов MATLAB нажмите New Script.

В скрипте введите следующий код:

% Run simulation nine times, each time
% increasing coupler length by 1 cm.
% The original coupler length is 20 cm.
for i = (0:8);
    LCoupler = 20+i;
    
    % Simulate model at the current coupler link length (LCoupler),
    % saving the Outport block data into variables y and z.
    [~, ~, y, z] = sim('smdoc_four_bar_msensing');
    
    % Plot the [y, z] coordinates of each coupler curve 
    % on the x = i plane. i corresponds to the simulation run number.
    x = zeros(size(y)) + i; 
    plot3(x, y, z, 'Color', [1 0.8-0.1*i 0.8-0.1*i]); 
    view(30, 60); hold on;
 end

Код запускает симуляцию в девяти различных длинах ссылки разветвителя. Это затем строит координаты траектории системы координат центра ссылки разветвителя относительно мировой системы координат. Длины ссылки разветвителя лежат в диапазоне от 20 см до 28 см.

Сохраните скрипт как sim_four_bar в папке, содержащей модель четырёхзвенника.

Запустите скрипт симуляции

Запустите sim_four_bar скрипт. В панели инструментов редактора MATLAB нажмите кнопку Run или, с активным редактором, нажмите F5. Mechanics Explorer открывается динамическим 3-D представлением модели четырёхзвенника.

Simscape Multibody™ итеративно запускает каждую симуляцию, добавляя получившуюся кривую ссылки разветвителя в активный график. Рисунок показывает итоговый график.

Можно использовать простой подход, который, как показывают в этом примере, анализировал динамику модели в различных значениях параметров. Например, можно создать скрипт MATLAB, чтобы симулировать модель ползунка заводной рукоятки в различных длинах ссылки разветвителя, строящий для каждой симуляции запускают ограничительную силу, действующую на поршень.

Документация