Анализируйте движение при различных значениях параметров

Обзор модели

В этом руководстве вы создаете простой MATLAB^® скрипт для симуляции четырехзвенниковой модели с различными длинами ответвителей. Скрипт использует координаты движения соединителя, полученные с помощью блока Transform Sensor, чтобы построить график полученной кривой соединителя при каждом значении длины соединителя. Для получения информации о том, как создать четырехзвенниковую модель, используемую в этом руководстве, смотрите Модель кинематической цепи замкнутой системы.

Построение модели

В командной строке MATLAB введите smdoc_four_bar. Откроется четырехзвенниковая модель. Для получения инструкций о том, как создать эту модель, смотрите Модель Кинематической Цепи Замкнутой Системы.
Под маской блока Binary Link B соедините третий блок Outport, как показано на рисунке. Можно добавить блок Outport путем копирования и вставки Conn1 или Conn2. Новый блок идентифицирует систему координат, траекторию которого вы строите в этом руководстве.

Добавьте следующие блоки к модели. Во время симуляции блок Transform Sensor вычисляет и выводит траекторию соединителя относительно лабораторной системы координат.

Библиотека	Блок	Количество
Системы координат и преобразования	World Frame	1
Системы координат и преобразования	Transform Sensor	1
Simscape™ утилиты	PS-Simulink Converter	2
Simulink^® Сливы	Outport	2

В Преобразование Sensor диалогового окна блока выберите следующие переменные:
- Translation> Y
- Translation> Z
Блок предоставляет порты системы координат y и z, посредством которых он выводит координаты траектории соединителя.
Соедините блоки как показано на рисунке. Обязательно переверните блок Transform Sensor так, чтобы его порт базовой системы координат, помеченный как B, соединялся с блоком лабораторной системы координат.

Задайте параметры блоков

В блоке Mechanism Configuration смените Uniform Gravity на None.
В блоке Base-Crank Revolute Joint задайте следующие состояния скорости. Цели обеспечивают адекватный источник движения для целей этого руководства.
- Выберите State Targets > Specify Velocity.
- В State Targets > Specify Velocity > Value введите 2 ред ./с.
- Отменить выбор State Target > Specify Position.
Задайте следующие длины ссылки. Длина ссылки параметризована в терминах переменного MATLAB, LCoupler, что позволяет изменять его значение итеративно с помощью простого скрипта MATLAB.

Блок Параметр Значение
Двоичная ссылка B Длина LCoupler
Двоичная ссылка A1 Длина 25
Сохраните модель в удобной папке, назвав ее smdoc_four_bar_msensing.

Блок	Параметр	Значение
Двоичная ссылка B	Длина	LCoupler
Двоичная ссылка A1	Длина	25

Создайте скрипт симуляции

Создайте скрипт MATLAB, чтобы итерационно запустить симуляцию на различных длинах ссылок:

На панели инструментов MATLAB нажмите New Script.

В скрипте введите следующий код:

% Run simulation nine times, each time
% increasing coupler length by 1 cm.
% The original coupler length is 20 cm.
for i = (0:8);
    LCoupler = 20+i;
    
    % Simulate model at the current coupler link length (LCoupler),
    % saving the Outport block data into variables y and z.
    [~, ~, y, z] = sim('smdoc_four_bar_msensing');
    
    % Plot the [y, z] coordinates of each coupler curve 
    % on the x = i plane. i corresponds to the simulation run number.
    x = zeros(size(y)) + i; 
    plot3(x, y, z, 'Color', [1 0.8-0.1*i 0.8-0.1*i]); 
    view(30, 60); hold on;
 end

Код запускает симуляцию с девятью различными длинами ссылок. Затем он строит графики координат траектории центральной системы координат соединительной ссылки относительно лабораторной системы координат. Длина соединительной ссылки составляет от 20 см до 28 см.

Сохраните скрипт как sim_four_bar в папке, содержащей четырехзвенниковую модель.

Запуск скрипта симуляции

Запустите sim_four_bar скрипт. На панели РЕДАКТОРА MATLAB нажмите кнопку Run или, когда редактор активен, нажмите F5. В Mechanics Explorer откроется динамический вид 3-D четырехзвенниковой модели.

Simscape Multibody™ итеративно запускает каждую симуляцию, добавляя полученную кривую связующей ссылки к активному графику. Рисунок показывает окончательный график.

Можно использовать простой подход, показанный в этом руководстве, чтобы анализировать динамику модели при различных значениях параметров. Для примера можно создать скрипт MATLAB, чтобы симулировать модель кривошипа с ползунком на разных длинах ссылки муфты, построив график для каждого прогона симуляции силы ограничения, действующей на поршень.

Документация