Документация

Обзор модели

В Simscape™ Multibody™ вы приводите в действие соединение непосредственно с помощью блока соединений. В зависимости от применения, входные параметры приведения в действие соединений могут включать в себя переменные сила/крутящий момент или движение. В этом примере вы предписываете крутящий момент приведения в действие для шарнирного соединения в модели четырехзвенника.

Блоки Transform Sensor добавляют измерение движения в модель. Можно построить график измеренных переменных и использовать графики для кинематического анализа. В этом примере вы строите графики кривых сцепки трех четырехзвенников: кривошипно-шатунного, двухколенчатого и двухскоростного.

Четырехзвенники

Четырехзвенник содержит четыре ссылки, которые соединяются с четырьмя шарнирами вращения, образуя плоский замкнутый цикл. Это редактирование преобразует движение входной ссылки в движение выходной ссылки. В зависимости от относительных длин четырёх ссылок четырехзвенника может преобразовать вращение во вращение, вращение в колебание или колебание в колебание.

Методы моделирования

В этом примере вы выполняете две задачи. Сначала вы добавляете вход приведения в действие крутящего момента в модель. Затем вы ощущаете движение кривошипных и шатунных ссылок относительно лабораторной системы координат. Вход приведения в действие является крутящим моментом, который вы прикладываете к соединению, соединяющему основу с кривошипной ссылкой. Поскольку вы прикладываете крутящий момент к шарниру, можно добавить этот крутящий момент непосредственно через блок соединений. Блок, к которому вы добавляете вход приведения в действие, называется Base-Crank Revolute Joint.

Вы добавляете вход приведения в действие к блоку соединений через входной порт физического сигнала. Этот порт по умолчанию скрыт. Чтобы отобразить его, вы должны выбрать Provided by Input из раскрывающегося списка Actuation > Torque.

Затем можно задать значение крутящего момента с помощью Simscape или Simulink^® блоки. Если вы используете блоки Simulink, необходимо использовать блок Simulink-PS Converter. Этот блок преобразует сигнал Simulink в физический сигнал, который может использовать Simscape Multibody. Для получения дополнительной информации см. «Приведение в действие и измерение физическими сигналами».

Чтобы почувствовать движение кривошипного и шатунного звена, вы используете блок Transform Sensor. С помощью этого блока можно почувствовать движение между любыми двумя системами координат в модели. В этом примере вы используете его, чтобы определить координаты [ Y Z ] кривошипных и шатунных ссылок относительно лабораторной системы координат.

Выходные порты физического сигнала блоков Transform Sensor по умолчанию скрыты. Чтобы отобразить их, необходимо выбрать соответствующие выходы движения. Используя PS-Simulink Converter, можно преобразовать выходы физического сигнала в сигналы Simulink. Затем можно подключить получившиеся сигналы Simulink к другим блокам Simulink.

В этом примере вы выводите координаты кривошипного и шатунного звена в рабочую область с помощью блоков To Workspace Simulink. Выходы этих блоков обеспечивают базис для фазовых графиков, показывающих различные пути ссылки.

Построение модели

Предоставьте входной параметр, задайте внутреннюю механику соединения и определите координаты положения соединителя ссылки систем координат концов.

Моделируйте модель

Запустите симуляцию. Это можно сделать на панели инструментов Simulink, нажав кнопку run. Mechanics Explorer воспроизводит основанную на физике анимацию сборки четырехзвенников.

После окончания симуляции можно построить график координат положения систем координат концов соединительной ссылки, например, путем ввода следующего кода 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;

Рисунок показывает график, который откроется. Этот график показывает, что кривошип завершает полный оборот, в то время как качалка завершает частичный оборот, например, он колеблется. Такое поведение характерно для кривошипно-шатунных 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;