Соединение сетей Simscape к соединениям Simscape Multibody
Можно смоделировать 3-D механические системы при помощи блоков Simscape™ Multibody™, представляющих тела, соединения, ограничения, элементы силы и датчики. Эти модели могут также включать сети Simscape, которые представляют гидравлические, электрические, пневматические, и другие физические системы. Примеры многодоменных моделей, которые требуют связей между сетями Simscape и блоками Simscape Multibody:
Механическая система, состоящая из блоков Simscape Multibody, который приводится в действие гидравлической системой и поэтому должен взаимодействовать через интерфейс с гидравлическими приводами от библиотек Simscape Fluids™
Электрическая схема Simscape с двигателем, где двигатель используется, чтобы привести в движение соединение Simscape Multibody
Моделируя нелинейные пружины, демпферы, трение для соединений Simscape Multibody
Сети Simscape одномерны, в то время как Simscape Multibody предусматривает 3-D возможности моделирования. Поэтому вы не можете непосредственно соединить вращательное механическое устройство Simscape и поступательные порты с блоками Simscape Multibody. Необходимо установить двунаправленные связи между фрагментами Simscape блок-схемы и соединений Simscape Multibody, которые включают и обнаружение и приведение в действие, и в некоторых случаях должны передать информацию о положении также:
Сила и относительная скорость должны быть равными через поступательный интерфейс. Чтобы установить более устойчивую связь, обнаружьте скорость соединения и предоставьте приведение в действие силы соединению.
Крутящий момент и относительная скорость вращения должны быть равными через вращательный интерфейс. Чтобы установить более устойчивую связь, обнаружьте скорость вращения соединения и предоставьте приведение в действие крутящего момента соединению.
Связи Simscape Multibody содержат информацию о положении, в то время как связи механического устройства Simscape считают только для относительной скорости. Некоторые блоки Simscape зависят только от скорости, но определенные блоки Simscape зависят от скорости и положения. Если поведение блока Simscape зависит от положения или угла, его положение или угол должны быть равны положению или углу связанного соединения Simscape Multibody, и во время инициализации и в процессе моделирования.
Каждый раз, когда необходимо соединить сеть Simscape с соединением Simscape Multibody, используйте блок Translational Multibody Interface или Rotational Multibody Interface и выполните шаги в том, Как Использовать Интерфейсные Блоки. Если сеть Simscape содержит блоки, которые зависят от положения или угла, дополнительно выполняют шаги в том, Как Передать Информацию о положении.
Как использовать интерфейсные блоки
Translational Multibody Interface и блоки Rotational Multibody Interface помогают вам соединить фрагменты Simscape блок-схемы к соединениям Simscape Multibody:
Блок Translational Multibody Interface совпадает с силой и относительной скоростью через интерфейс. Можно соединить его с любым соединением Simscape Multibody, которое имеет призматический примитив. Блок Translational Multibody Interface имеет два механических поступательных порта, C и R, для связей с сетью Simscape, и двух портов физического сигнала, f и v, который вы соединяете с соответствующим приведением в действие и распознающимися портами соединения Simscape Multibody.
Блок Rotational Multibody Interface совпадает с крутящим моментом и относительной скоростью вращения через интерфейс. Можно соединить его с любым соединением Simscape Multibody, которое имеет вращательный примитив. Блок Rotational Multibody Interface имеет два порта вращательного механического устройства, C и R, для связей с сетью Simscape, и двух портов физического сигнала, t и w, который вы соединяете с соответствующим приведением в действие и распознающимися портами соединения Simscape Multibody.
Эта блок-схема показывает механическому устройству Simscape поступательную сеть, содержа блоки Translational Damper и Translational Friction. Эта сеть соединяется с блоком Simscape Multibody Prismatic Joint при помощи блока Translational Multibody Interface.
Использовать блок Translational Multibody Interface:
В блоке Prismatic Joint задайте приведение в действие и распознающиеся опции для призматического объединенного примитива:
Под Actuation, набор Force к
Provided by Input, включить порт f приведения в действие силы.Под Sensing выберите Velocity, чтобы включить скоростной порт v обнаружения.
Если соединение имеет несколько степеней свободы, убедитесь, что выбранное приведение в действие и распознающиеся опции соответствуют той же степени свободы.
Соедините порты f и v физического сигнала блока Translational Multibody Interface к портам f и v блока Prismatic Joint.
Соедините порты C и R блока Translational Multibody Interface к механическому устройству Simscape поступательная сеть. В этом примере соедините порты C и R Translational Friction и блоков Translational Damper к соответствующим портам блока Translational Multibody Interface.
Как передать информацию о положении
Блоки как Translational Friction и Translational Damper не требуют информации о положении, и для этих блоков интерфейс на основе силы и относительной скорости достаточен. Другие блоки, как гидравлические приводы, запрашивают информацию на относительном положении или относительном углу, между их портами.
Соединять эти блоки с соединением Simscape Multibody:
Используйте блок Translational Multibody Interface или Rotational Multibody Interface, чтобы соединить сеть Simscape с соединением. Включите приведение в действие и скоростные порты обнаружения на соединении, и соедините порты как описано в том, Как Использовать Интерфейсные Блоки.
Кроме того, включите порт p обнаружения положения (или, для вращательных степеней свободы, порта q) на соединении. Если соединение имеет несколько степеней свободы, убедитесь, что обнаружение положения соответствует той же степени свободы как приведение в действие и скоростные опции обнаружения, выбранные на Шаге 1.
На блоке привода включите входному порту положения p (или, для вращательных приводов, порта q), путем установки Interface displacement (или Interface rotation) параметр к
Provide input signal from Multibody joint. Соедините входной порт на блоке привода к соответствующему порту обнаружения соединения Simscape Multibody.
Например, чтобы соединить блок Translational Mechanical Converter (IL) с блоком Prismatic Joint, как показано в блок-схеме:
В блоке Prismatic Joint задайте приведение в действие и распознающиеся опции для призматического объединенного примитива:
Под Actuation, набор Force к
Provided by Input, включить порт f приведения в действие силы.Под Sensing выберите Velocity, чтобы включить скоростной порт v обнаружения.
Под Sensing выберите Position, чтобы включить порт p обнаружения положения.
Если соединение имеет несколько степеней свободы, убедитесь, что выбранное приведение в действие и распознающиеся опции соответствуют той же степени свободы.
Соедините порты f и v физического сигнала блока Translational Multibody Interface к портам f и v блока Prismatic Joint.
Соедините порты C и R блока Translational Multibody Interface к портам C и R блока Translational Mechanical Converter (IL).
В блоке Translational Mechanical Converter (IL), установленном параметр Interface displacement на
Provide input signal from Multibody joint, включить входному порту физического сигнала p.Соедините порт p обнаружения положения соединения к входному порту физического сигнала p блока Translational Mechanical Converter (IL).
Для подробного примера передачи информации о положении с Мультисустава на гидравлические приводы, также объясняя различную механическую ориентацию приводов, смотрите Моделирование Привода Двойного действия.
Как смоделировать массы и инерцию
Для моделей с Translational Multibody Interface или блоками Rotational Multibody Interface, рекомендуется, чтобы вы использовали блоки Simscape Multibody для масс модели и инерции. Причина состоит в том, что сети Simscape должны иметь землю (ссылка) узел со всеми массами и инерцией в сети, ускоряющейся относительно этого узла. В соединении Simscape Multibody оба может ускоряться база и последующая система координат. Поэтому масса или инерция в сети Simscape, соединенной с соединением, не могут иметь правильной инерционной ссылки.
Смотрите также
Rotational Multibody Interface | Translational Multibody Interface