Transform Sensor

Датчик, который измеряет относительное пространственное соотношение между двумя системами координат

  • Библиотека:
  • Simscape/Multibody/Системы координат и преобразования

  • Transform Sensor block

Описание

Блок Transform Sensor измеряет относительное пространственное соотношение между двумя произвольными системами координат в модели Simscape™ Multibody™. Измерения разрешаются в системе координат блока и включают относительные смещения, вращения и их первую и вторую производные по времени.

Блок имеет два порта системы координат: B и F. Чтобы измерить относительное соотношение между двумя системами координат, сначала соедините порты системы координат с системами координат, которые вы хотите измерить; затем установите параметр Measurement Frame в требуемую систему координат, чтобы разрешить измерения; последний выбор требуемых выходных параметров для выражения измерений.

Совет

Чтобы измерить абсолютные поступательные или вращательные величины системы координат, соедините порты F и B системы координат блока с этой системой координат и мировой системой координат модели, соответственно.

Система координат измерения

Установка параметра Measurement Frame влияет на все выходы блока, кроме таковых, перечисленных в таблице.

ВыходыПорты
Измерения поворотаq, axs, Q и R
Производные КватернионаQ и Qdd
Производные Rotation-матрицыRd и Rdd
Расстояние и его производныеdst, vdst и adst

Блок Transform Sensor имеет пять различных вариантов выбора параметра Measurement Frame: World, Base, Follower, Non-Rotating Base, и Non-Rotating Follower. Когда вы задаете Measurement Frame Worldвсе измерения разрешены в мировой системе координат. Когда вы задаете Measurement Frame Base или Follower, разрешенные измерения ускорения включают центростремительные и кориолисовы условия, если соответствующая основа или последующая система координат вращается. Когда вы устанавливаете Measurement Frame параметр равным Non-Rotating Base или Non-Rotating Followerизмерения не удовлетворяют стандартной производной зависимости, если вращается соответствующая основа или последующая система координат. Для примера относительная линейная скорость не равна производной по времени от относительного перевода. Для получения дополнительной информации смотрите Выбор Системы координат измерения.

Вращательные и поступательные измерения

Блок имеет три параметризации, чтобы выразить измеренные повороты: ось угла, кватернион и матрица поворота. Выберите Angle и Axis параметры, чтобы использовать параметризацию оси угла. Выберите Quaternion или Transform параметры под Rotation, чтобы использовать параметризации кватерниона или матрицы вращения. Точно так же блок имеет три параметра для выражения скоростей вращения и ускорений: X-, Y- и Z- координаты; производные кватерниона по времени; и матрицу. Чтобы включить эти параметризации, можно выбрать соответствующие параметры под Angular Velocity и Angular Acceleration. Смотрите Вращательные Измерения для получения дополнительной информации.

Блок имеет три системы координат для выражения поступательных измерений: Декартовых, цилиндрических и сферических. Можно выбрать один или несколько из них одновременно. Смотрите Translational Measurements для получения дополнительной информации.

В таблицах суммированы координаты цилиндрической и сферической систем, а на изображениях показаны схемы систем. Для простоты в изображениях параметр Measurement Frame установлен в Base для разрешения измерений.

Цилиндрические координаты

КоординатаОписание
RadiusДлина проекции вектора BF, в X-Y плоскости измерения системы координат.
AzimuthУгол Radius относительно положительной оси X, в плоскости X-Y. Угол разрешается в системе координат измерения и падает в области значений [-
ZСтандартный Декартов Z -координат вектора BF разрешено в системе координат измерения.

Cylindrical Coordinate System

Сферические координаты

КоординатаОписание
DistanceРасстояние между источниками основы и последующей системы координат.
AzimuthУгол проекции вектора BF в плоскости X-Y относительно положительной оси X -. Угол разрешается в системе координат измерения и падает в области значений [-
InclinationУгол вектора BF относительно X-Y плоскости измерения координат. Угол падает в область значений [-

Spherical Coordinate System

Чтобы использовать определенную систему координат, выберите соответствующие параметры. Например, если вы хотите использовать Декартову систему, чтобы выразить измеренную относительную линейную скорость последующей системы координат, выберите X, Y и Z параметры под Velocity. Обратите внимание, что и установка параметров Measurement Frame, и выбор систем координат влияют на поступательные измерения.

Порты выхода остаются скрытыми, пока вы не выберете их соответствующие параметры. Каждый порт выводит изменяющийся во времени физический сигнал. Можно использовать блок PS-Simulink Converter, чтобы задать модули выходов, когда вы соединяете блок Transform Sensor с Simulink® блоки.

Порты

Система координат

расширить все

Порт системы координат, сопоставленный с базовой системой координат для измерений.

Порт системы координат, сопоставленный с последующей системой координат для измерений.

Выход

расширить все

Угол относительного вращения, возвращаемый как скаляр. Угол указывает поворот последующей системы координат относительно базовой системы координат вокруг оси, заданной вектором, экспортированным из порта axs. Угол падает в области значений [0, Используйте порты q и axs, чтобы вывести сигналы поворота с помощью параметризации угол-ось.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Rotation выберите Angle.

Ось относительного поворота, возвращенная как единичный вектор 3 на 1. Вектор безразмерен и указывает ось вращения. Используйте порты q и axs, чтобы вывести сигналы поворота с помощью параметризации угол-ось.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Rotation выберите Axis.

Относительное вращение, возвращенное как вектор при кватернионной параметризации. Смотрите Вращательные Измерения и Выбор системы координат для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Rotation выберите Quaternion.

Относительное вращение, возвращенное как матрица 3 на 3. Смотрите Вращательные Измерения и Выбор системы координат для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Rotation выберите Transform.

X - координата относительной скорости вращения, возвращенная в виде скаляра. Для получения дополнительной информации смотрите Выбор Системы координат измерения.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Angular Velocity выберите Omega X.

Y - координата относительной скорости вращения, возвращенная в виде скаляра. Для получения дополнительной информации смотрите Выбор Системы координат измерения.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Angular Velocity выберите Omega Y.

Z - координата относительной скорости вращения, возвращенная в виде скаляра. Для получения дополнительной информации смотрите Выбор Системы координат измерения.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Angular Velocity выберите Omega Z.

Относительная скорость вращения, возвращенная как вектор 4 на 1, которая равняется производной по времени от сигнала от порта Q.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Angular Velocity выберите Quaternion.

Относительная скорость вращения, возвращенная как матрица 3 на 3. Матрица равна производной по времени сигнала от порта R.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Angular Velocity выберите Transform.

X -координата относительного углового ускорения, возвращенная в виде скаляра. Эта величина равна производной по времени сигнала, экспортированного из порта, wx если параметр Measurement Frame не установлен на невращающуюся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Angular Acceleration выберите Alpha X.

Y -координата относительного углового ускорения, возвращенная в виде скаляра. Эта величина равна производной по времени сигнала, экспортированного из порта, wy если параметр Measurement Frame не установлен на невращающуюся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Angular Acceleration выберите Alpha Y.

Z -координата относительного углового ускорения, возвращенная в виде скаляра. Эта величина равна производной по времени сигнала, экспортированного из порта, wz если параметр Measurement Frame не установлен на невращающуюся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Angular Acceleration выберите Alpha Z.

Относительная скорость вращения, возвращенная как вектор 4 на 1, которая равняется второй производной по времени сигнала, экспортированного из порта Q.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Angular Acceleration выберите Quaternion.

Относительное угловое ускорение, возвращенное как матрица 3 на 3. Матрица равна второй производной по времени сигнала, экспортированного из порта R.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Angular Acceleration выберите Transform.

X - координата относительного вектора перемещения, разрешенная в Декартовой системе координат, возвращенная в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Translation выберите X.

Y - координата относительного вектора перемещения, разрешенная в Декартовой системе координат, возвращенная в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Translation выберите Y.

Z - координата относительного вектора перемещения, разрешенная в Декартовой системе координат, возвращенная в виде скаляра. Поскольку Z-координата существует как в Декартовой, так и в цилиндрической системах координат, блок Transform Sensor предоставляет только один выходной порт для обеих систем координат.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Translation выберите Z.

Радиусная координата относительного вектора перемещения, разрешенная в цилиндрической системе координат, возвращенная в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Translation выберите Radius.

Азимут относительного вектора перевода, возвращенный как скаляр. Угол падает в область значений [- Азимут не определен, если источники основы и последующей системы координат совпадают друг с другом. Поскольку азимут существует как в цилиндрической, так и в сферической системах координат, блок Transform Sensor выставляет только один выходной порт для обеих систем координат.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Translation выберите Azimuth.

Радиусная координата относительного вектора перемещения, разрешенная в сферической системе координат, возвращенная в виде скаляра. Значение равняется расстоянию между источниками основы и последующей системы координат.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Translation выберите Distance.

Наклон относительного вектора перемещения, разрешенный в сферической системе координат, возвращается как скаляр. Угол падает в область значений [-

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Translation выберите Inclination.

X - координата относительной линейной скорости, разрешенной в Декартовой системе координат, возвращенная в виде скаляра. Значение равняется производной по времени от сигнала, экспортированного из порта, x если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Velocity выберите X.

Y - координата относительной линейной скорости, разрешенной в Декартовой системе координат, возвращенная в виде скаляра. Значение равняется производной по времени от сигнала, экспортированного из порта, y если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Velocity выберите Y.

Z - координата относительной линейной скорости, разрешенной в Декартовой системе координат, возвращенная в виде скаляра. Поскольку Z-координата существует как в Декартовой, так и в цилиндрической системах координат, блок Transform Sensor предоставляет только один выходной порт для обеих систем координат. Значение равняется производной по времени от сигнала, экспортированного из порта, z если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Velocity выберите Z.

Радиусная координата относительной линейной скорости, разрешенная в цилиндрической системе координат, возвращенная в виде скаляра. Значение равняется производной по времени от сигнала, экспортированного из порта, rad если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Velocity выберите Radius.

Азимутальная координата относительной линейной скорости, возвращенная в виде скаляра. Поскольку координата азимута существует как в цилиндрической, так и в сферической системах координат, блок Transform Sensor выставляет только один выходной порт для обеих систем координат. Значение равняется производной по времени от сигнала, экспортированного из порта, azm если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Velocity выберите Azimuth.

Радиусная координата относительной линейной скорости, разрешенная в сферической системе координат, возвращается в виде скаляра. Значение равняется производной по времени от сигнала, экспортированного из порта dst.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Velocity выберите Distance.

Координата наклона относительной линейной скорости, разрешенная в сферической системе координат, возвращается как скаляр. Значение равняется производной по времени от сигнала, экспортированного из порта, inc если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Velocity выберите Inclination.

X - координата относительного линейного ускорения, разрешенная в Декартовой системе координат, возвращенная в виде скаляра. Значение равняется второй производной по времени сигнала, экспортированного из порта x, если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Acceleration выберите X.

Y - координата относительного линейного ускорения, разрешенная в Декартовой системе координат, возвращенная в виде скаляра. Значение равняется второй производной по времени сигнала, экспортированного из порта y, если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Acceleration выберите Y.

Z - координата относительного линейного ускорения, разрешенная в Декартовой системе координат, возвращенная в виде скаляра. Поскольку Z-координата существует как в Декартовой, так и в цилиндрической системах координат, блок Transform Sensor предоставляет только один выходной порт для обеих систем координат. Значение равняется второй производной по времени сигнала, экспортированного из порта z, если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Acceleration выберите Z.

Радиусная координата относительного линейного ускорения, разрешенная в цилиндрической системе координат, возвращенная в виде скаляра. Значение равняется второй производной по времени сигнала, экспортированного из порта rad, если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Acceleration выберите Radius.

Азимутальная координата относительного линейного ускорения, возвращенная в виде скаляра. Поскольку координата азимута существует как в цилиндрической, так и в сферической системах координат, блок Transform Sensor выставляет только один выходной порт для обеих систем координат. Значение равняется второй производной по времени сигнала, экспортированного из порта azm, если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Acceleration выберите Azimuth.

Радиусная координата относительного линейного ускорения, разрешенная в сферической системе координат, возвращенная в виде скаляра. Значение равняется второй производной по времени от сигнала, экспортированного из порта dst.

Зависимости

Чтобы включить этот порт под Acceleration, выберите Distance.

Координата наклона относительного линейного ускорения, разрешенная в сферической системе координат, заданная как скаляр. Значение равняется второй производной по времени сигнала, экспортированного из порта inc, если параметр Measurement Frame не установлен в не вращающийся систему координат. Смотрите Систему координат Измерения и Выбор Системы координат Измерения для получения дополнительной информации.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Acceleration выберите Inclination.

Параметры

расширить все

Система координат, используемый для разрешения измеренных векторных величин. Для получения дополнительной информации смотрите Выбор Системы координат измерения.

Типы систем координат измерений

Система координат измеренияНапечататьОписание
WorldИнерционная система координатБлок разрешает измеренные векторы в координатах мировой системы координат.
BaseНеИнерционная система координатБлок разрешает измеренные векторы в координатах базовой системы координат. Базовая система координат является системой координат, которая соединяется с портом B системы координат. Разрешенные измерения ускорения включают центростремительные и кориолисовы условия, если базовая система координат вращается.
FollowerНеИнерционная система координатБлок разрешает измеренные векторы в координатах последующей системы координат. Последующая система координат является системой координат, которая соединяется с портом F системы координат. Разрешенные измерения ускорения включают центростремительные и кориолисовы условия, если последующая система координат вращается.
Non-Rotating BaseМгновенная система координатБлок преобразует векторы, разрешенные в мировой системе координат, в невращающуюся базовую систему координат. Невращающаяся базовая система координат является мгновенной системой координат, которая совпадает и выравнивается с базовой системой координат в текущее время. Разрешенные измерения ускорения не включают центростремительные и кориолисовые условия.
Non-Rotating FollowerМгновенная система координатБлок преобразует векторы, разрешенные в мировой системе координат, в неповорачивающуюся последующую систему координат. Невращающаяся последующая система координат является мгновенной системой координат, который совпадает и выравнивается с последующей системой координат в текущее время. Разрешенные измерения ускорения не включают центростремительные и кориолисовые условия.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.
Введенный в R2012a