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.
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.
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.
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;
endСохраните скрипт как sim_four_bar в папке, содержащей четырехзвенниковую модель.
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.