Документация

Обзор модели

В Simscape™ Multibody™ соединение приводится в действие непосредственно с помощью блока соединения. В зависимости от применения входные сигналы приведения в действие соединения могут включать в себя переменные силы/крутящего момента или движения. В этом примере в четырехпалубной модели связи задается крутящий момент для поворотного соединения.

Блоки Transform Sensor добавляют в модель датчик движения. Можно построить график измеренных переменных и использовать графики для кинематического анализа. В этом примере мы построим график кривых ответвителя для трех типов четырехвалковых звеньев: кривошип-качалка, двуплечий кривошип и двуплечий шатун.

Четырехлинейные соединения

Четырехпалубное звено содержит четыре звена, которые соединяются с четырьмя поворотными соединениями, образуя плоский замкнутый контур. Эта связь преобразует движение входного звена в движение выходного звена. В зависимости от относительной длины четырех звеньев четырехпалубное звено может преобразовывать вращение во вращение, вращение в колебание или колебание в колебание.

Подход к моделированию

В этом примере выполняются две задачи. Сначала необходимо добавить в модель входной момент приведения в действие крутящего момента. Затем вы чувствуете движение кривошипа и коромысла относительно рамы Мира. Входной сигнал приведения в действие представляет собой крутящий момент, который прикладывается к соединению, соединяющему основание с кривошипно-шатунным звеном. Поскольку крутящий момент прикладывается к соединению, его можно добавить непосредственно через блок соединения. Блок, в который добавляется входной сигнал приведения в действие, называется «Поворотное соединение базового кривошипа» (Base-Crank Revolute Joint).

Входной сигнал включения добавляется к соединительному блоку через порт ввода физического сигнала. По умолчанию этот порт скрыт. Чтобы отобразить его, необходимо выбрать Provided by Input из выпадающего списка «Включение» > «Крутящий момент».

Затем можно задать значение крутящего момента с помощью блоков Simscape или Simulink ®. При использовании блоков Simulink необходимо использовать блок Simulink-PS Converter. Этот блок преобразует сигнал Simulink в физический сигнал, который может использоваться Simscape Multibody. Дополнительные сведения см. в разделе Включение и измерение с помощью физических сигналов.

Для определения движения кривошипа и коромысла используется блок «Трансформировать сенсор». С помощью этого блока можно воспринимать движение между любыми двумя кадрами в модели. В этом примере он используется для определения координат [Y Z] кривошипных и коромысловых звеньев относительно кадра World.

Выходные порты физического сигнала блоков датчика преобразования по умолчанию скрыты. Для их отображения необходимо выбрать соответствующие выходы движения. С помощью преобразователя PS-Simulink можно преобразовать физические выходные сигналы в сигналы Simulink. Затем можно подключить результирующие сигналы Simulink к другим блокам Simulink.

В этом примере координаты кривошипа и коромысла выводятся в рабочее пространство с помощью блоков Simulink To Workspace. Выходные данные этих блоков обеспечивают основу для фазовых графиков, показывающих различные пути линии связи.

Модель построения

Предоставить входной сигнал включения соединения, указать внутреннюю механику соединения и определить координаты положения концевых рам звена ответвителя.

Моделирование модели

Запустите моделирование. Это можно сделать на панели инструментов Simulink, нажав кнопку запуска. Mechanics Explorer воспроизводит основанную на физике анимацию сборки из четырех панелей.

После завершения моделирования можно построить график координат положения концевых кадров связи ответвителя, например, введя следующий код в командной строке MATLAB:

figure;
plot(y_crank.data, z_crank.data, 'color', [60 100 175]/255); 
hold;
plot(y_rocker.data, z_rocker.data, 'color', [210 120 0]/255); 
xlabel('Y Coordinate (cm)'); 
ylabel('Z Coordinate (cm)'); 
axis equal; grid on;

На рисунке показан график, который открывается. Этот график показывает, что кривошип завершает полный оборот, в то время как коромысло завершает частичный оборот, например, он колеблется. Такое поведение характерно для кривошипно-коромысловых систем.

figure; 
plot(y_crank.data, z_crank.data, 'color', [60 100 175]/255);
hold; 
plot(y_rocker.data, z_rocker.data, 'color', [210 120 0]/255); 
xlabel('Y Coordinate (cm)'); 
ylabel('Z Coordinate (cm)'); 
axis equal; grid on;