Основные методы физического моделирования
Создание своей модели
Правила, которым вы должны следовать при построении физической модели с Simscape™ программным обеспечением, описаны в Основных принципах моделирования физических сетей. В этом разделе кратко рассматриваются эти правила.
Создайте свою физическую модель с помощью комбинации блоков из библиотек Simscape Foundation и Utilities. Программное обеспечение Simscape позволяет вам создать сетевое представление проектируемой системы на основе подхода к физической сети. Согласно этому подходу, каждая система представлена как состоящая из функциональных элементов, которые взаимодействуют друг с другом путем обмена энергией через их порты.
Каждая схема Simscape (или каждая топологически отличная физическая сеть в схеме) должна содержать блок Solver Configuration из библиотеки Simscape Utilities.
Для моделирования гидросистемы задайте рабочую жидкость для каждого топологически отличного контура, как описано в Указании Рабочей Жидкости.
Чтобы подключить обычный Simulink® блоки (такие как источники или возможности) к схеме физической сети, используйте блоки конвертера, как описано в Использовании Портов Физического Сигнала.
Используйте подход инкрементного моделирования. Начните с простой модели, запустите и диагностируйте ее, затем добавьте нужные специальные эффекты. Например, вы можете начать разработку своей системы с помощью блока Pipe (IL) из библиотеки Foundation, который учитывает только потери на трение и сжимаемость жидкости. Если вам также нужно принять во внимание инерцию жидкости, вы можете включить этот эффект после того, как ваша упрощенная модель заработает, как ожидалось. На более позднем этапе разработки можно принять во внимание другие эффекты, такие как пограничное течение трубопровода, различные геометрии поперечных сечений, повышение или кривизна. Затем можно заменить библиотечный блок Foundation на один из блоков, доступных с библиотеками блоков Simscape Fluids™, таких как Pipe (IL), Partially Filled Pipe (IL) или Pipe Bend (IL). Для всех этих различных математических моделей строение элемента (то есть количество и тип портов и связанные переменные Through и Across) останется неизменной, что означает, что подход Физической сети позволяет вам подставлять модели различных уровней сложности, не вводя никаких изменений в схему.
Блоки Simscape, в целом, имеют как порты Conserving, так
и входные порты Физический сигнал и выходные порты.
Использование портов сохранения
Следующие правила применяются к портам Conserving:
Существуют различные типы портов Physical Conserving, используемых в блоках Simscape, таких как гидравлический, электрический, механический поступательный, механический вращательный и так далее. Каждый тип имеет определенные переменные Through и Across, связанные с ним. Для получения дополнительной информации см. раздел Типы переменных.
Вы можете подключить порты Conserving только к другим портам Conserving того же типа. Специфичные для домена стили линии и цвета помогают различать различные области и облегчают процесс соединения. Для получения дополнительной информации см. раздел «Специфичные для домена стили линии».
Линии физического соединения, которые соединяют порты Conserving вместе, являются ненаправленными линиями, которые несут физические переменные (Across и переменные Through, как описано выше), а не сигналы. Вы не можете подключить физические линии к портам Simulink или к портам физического сигнала.
Два непосредственно связанных порта Conserving должны иметь одинаковые значения для всех их переменных Across (таких как напряжение или скорость вращения).
Можно ветвить линии физического соединения. Когда вы делаете это, компоненты, непосредственно соединенные друг с другом, продолжают совместно использовать те же переменные Across. Любая переменная Through (такая как ток или крутящий момент), переданная вдоль линии физического соединения, разделена на несколько компонентов, соединенных ветвями. Разделение переменной Through определяется динамикой системы.
Для каждой переменной Through, сумма всех ее значений, перетекающих в точку ветви, равна сумме всех ее значений, вытекающих наружу.
Использование портов физического сигнала
Следующие правила применяются к портам физического сигнала:
Вы можете подключить порты физического сигнала к другим портам физического сигнала с регулярными линиями соединения, подобными соединениям сигнала Simulink. Эти соединительные линии несут физические сигналы между блоками Simscape.
Вы можете подключить порты физического сигнала к портам Simulink через специальные блоки конвертера. Используйте блок Simulink-PS Converter, чтобы соединить выходные порты Simulink с входными портами физического сигнала. Используйте блок PS-Simulink Converter, чтобы подключить выходные порты физического сигнала к входным портам Simulink.
Физические Сигналы могут иметь модули, сопоставленные с ними. Диалоговые окна блоков позволяют вам задавать модули вместе со значениями параметров, где это уместно. Используйте блоки конвертера, чтобы связать модули с входным сигналом и задать требуемые модули выходного сигнала.
Для примеров применения этих правил при создании фактической физической модели смотрите учебник Создание и симуляция Простой модели.