Моделируйте простое звено

Механические звенья являются общими базовыми блоками в редактированиях, механизмах и машинах. В этом примере вы узнаете, как смоделировать простое механическое звено с помощью Simscape™ Multibody™. Для простоты в модель подразумевается, что ссылка имеет прямоугольную форму и две системы координат концов.

Построение модели

В MATLAB^® в командной строке введите smnew. Откроется шаблон модели Simscape Multibody с обычно используемыми блоками.
Удалите Simulink-PS Converter, PS-Simulink Converter и Scope блоки, потому что они не используются в этом примере.
Показать имена блоков Rigid Transform и Brick Solid. Щелкните правой кнопкой мыши блок и выберите Format > Show Block Name > On.
Дублируйте блок Твердого Преобразования, чтобы добавить вторую систему координат концов к ссылке.
Разверните Твердый Transform1 блок так, чтобы можно было соединить порты < reservedrangesplaceholder0 > двух Блоков Твердого Преобразования друг с другом и блок Brick Solid.
Соедините оставшиеся блоки как следующий рисунок.
В диалоговом окне Brick Solid задайте следующие параметры. Эти параметры определяют физические свойства простого звена, такие как форма, масса и внешний вид.

Параметр Значение Модули
Geometry> Dimensions [L W H] cm
Inertia> Density rho kg/m^3
Graphic> Visual Properties> Color rgb Не применяется

Параметр	Значение	Модули
Geometry> Dimensions	`[L W H]`	`cm`
Inertia> Density	`rho`	`kg/m^3`
Graphic> Visual Properties> Color	`rgb`	Не применяется

В блоках Твердого Преобразования задайте следующие параметры. Эти параметры определяют местоположение двух систем координат концов на простом звене. После ввода параметров блоки Brick Solid и Твердое Преобразование будут подсвечены красным цветом, потому что вы еще не определили переменные. Эта проблема будет решена после ввода всех числовых значений для параметров, которые будут описаны в следующем разделе.

Параметр	Жесткие Transform1	Твердое Преобразование	Модули
Translation> Method	`Standard Axis`	`Standard Axis`	Не применяется
Translation> Axis	`-X`	`+X`	Не применяется
Translation> Offset	`L/2`	`L/2`	`cm`

Сгенерируйте подсистему

Можно создать сложную систему мультитела с помощью нескольких простых моделей, таких как модель простого звена. Физические параметры этих простых моделей обычно должны быть скорректированы в соответствии с различными требованиями проекта. Чтобы упростить процесс настройки параметра, можно создать блоки Subsystem для этих простых моделей. Блок Subsystem позволяет вам обновлять многие параметры в одном месте - диалоговом окне Subsystem block. В этом разделе вы узнаете, как создать блок Subsystem для модели простого звена.

Выберите блок Brick Solid и два блока Твердого Преобразования путем удержания сдвига и щелчка по блокам.
Щелкните правой кнопкой мыши один из выбранных блоков и выберите Create Subsystem from Selection. Simulink^® добавляет новый блок Subsystem, который содержит блоки Brick Solid и Твердое Преобразование.
Дважды кликните поле «Подсистема». На новой вкладке отображаются дочерние блоки блока Subsystem. Дважды кликните Conn1 и установите Port location on parent subsystem налево. Щелкните OK, чтобы применить изменение и вернуться к родительской модели, нажав кнопку со стрелой вверх рядом с вкладкой Подсистема.
Отрегулируйте размер и расположение блока Subsystem как показано на рисунке.
Щелкните правой кнопкой мыши блок Subsystem и выберите Mask > Create Mask. Откроется окно Редактора маски, в котором можно задать Переменный MATLAB, введенные в диалоговых окнах Твердое тело кирпича (Brick Solid) и Блока Твердого Преобразования (Brick Solid).
Щелкните вкладку Parameters & Dialog и щелкните Edit пять раз, чтобы создать пять Edit полей. В Edit полях задайте следующие параметры и нажмите OK. Свойство Prompt задает имена параметров, которые можно ввести в окне Блока Subsystem параметра. Свойство Name задает их соответствующие переменный MATLAB.

Prompt Name
Length (cm) L
Width (cm) W
Thickness (cm) H
Density (kg/m^3) rho
Color [R G B] rgb
Дважды кликните блок Subsystem. Введите следующие числовые значения в окне Блок Subsystem Parameters и нажмите OK. Эти значения определяют форму Brick Solid и расположение Блоков Твердого Преобразования.

Параметр Значение
Length (cm) 20
Width (cm) 1
Thickness (cm) 1
Density (kg/m^3) 2700
Color [R G B] [0.25 0.40 0.70]

Prompt	Name
`Length (cm)`	`L`
`Width (cm)`	`W`
`Thickness (cm)`	`H`
`Density (kg/m^3)`	`rho`
`Color [R G B]`	`rgb`

Параметр	Значение
Length (cm)	`20`
Width (cm)	`1`
Thickness (cm)	`1`
Density (kg/m^3)	`2700`
Color [R G B]	`[0.25 0.40 0.70]`

Визуализация модели

Запустите модель. В Mechanics Explorer откроется вид спереди модели простого звена. Чтобы увидеть 3D вид модели, нажмите кнопку изометрического вида. Чтобы просмотреть системы координат в модели, на вкладке Mechanics Explorers, выберите View > Show Frames в панели меню Mechanics Explorer.

Сохранение пользовательского блока

Чтобы повторно использовать этот блок Subsystem в других примерах, таких как пример Модели Простого Маятника, можно изменить его имя на Простое Звено и сохранить как пользовательский блок. Для получения дополнительной информации см. «Проект» и «Создание пользовательского блока».

Пользовательский блок простого звена

Документация