创建和模拟一个简单的模型
构建一个Simscape图
在本例中,您将模型一个简单机械系统在各种条件下,观察它的行为。本教程演示了构建物理模型的重要步骤,让你熟悉使用基本Simscape™块。
请注意
节省时间的技术和先进的方法分析仿真数据,看到构建物理模型的关键步骤教程。
下面的示意图表示的一个简单的模型汽车悬架。它由弹簧和阻尼器连接到一个身体(质量)表示,这是激动的力量。你可以改变模型参数,如弹簧的刚度、质量的身体,或力配置文件,并查看生成的变化速度和身体的位置。
创建一个等效Simscape图,遵循这些步骤:
打开模型®库浏览器中描述Simscape块库。
创建一个新的模型使用模型空白模型模板。该软件在内存中创建一个空模型并显示在一个新的模型编辑器窗口。
请注意
或者,你可以输入
ssc_new
在MATLAB®命令提示符下,创建一个新的模型来填充一定的要求和常用的块。有关更多信息,请参见创建一个新的Simscape模型。默认情况下,模型编辑器隐藏在模型图自动闭塞的名字。显示隐藏块名称用于培训目的,清楚的隐藏自动闭塞的名字复选框。有关更多信息,请参见配置模型元素名称和标签。
打开Simscape机械> >基础库>转化元素库。
拖动质量,平移春天,平移阻尼器,两个机械平移参考块到模型窗口。
东方块,下图所示。旋转一个块,并按选择它Ctrl + R。
连接平移春天,平移阻尼器,质量街区之一机械平移参考块,下一个插图所示。
添加的表示力作用于质量,打开Simscape机械> >基础库>机械源库和添加理想的力量来源阻止你的图。
以反映力的正确方向最初的示意图所示,翻转块取向。与理想的力量来源块选择,格式选项卡窗口顶部的模型,安排,点击上下翻转。连接块的端口C(“案件”)第二机械平移参考块,其港口R(“杆”)质量块,如下所示。
添加传感器来测量速度和质量。把理想的平移运动传感器块的机械传感器库到你的图和连接它,如下所示。
现在你需要添加来源和范围。他们是在模型库中找到。打开模型>源库和复制信号编辑器块到模型中。然后打开模型>下沉图书馆和两个副本范围块。重命名的一个范围块
速度
和其他位置
。每次你一个仿真软件源连接或范围Simscape图,你必须使用一个适当的转换器,将仿真软件信号转换成物理信号,反之亦然。打开Simscape >实用工具库和复制Simulink-PS转换器块和两个PS-Simulink转换器块到模型中。连接块如下所示。
图中的每个拓扑不同的物理网络需要一个解算器配置块,发现在Simscape >实用工具库。这一块复制到你的模型并将其连接到电路通过创建一个分支点和连接的唯一港口解算器配置块。你现在的图应该是这个样子。
你的框图现在已经完成。将其保存为
mech_simple
。
修改初始设置
整合后的框图模型,描述的前一节,你需要选择一个配置参数的解算器,并提供正确的值。
准备模拟模型,遵循这些步骤:
选择一个模型解算器。在模型窗口,打开建模选项卡并单击模型设置。配置参数对话框打开时,显示解算器窗格。
下解算器的选择,设置解算器来
ode23t (mod.stiff /梯形)
。扩大解算器的细节并设置马克斯步长来
0.2
。还要注意,仿真时间指定0到10秒。你可以调整这个设置后,如果需要的话。
点击好吧关闭配置参数对话框。
保存模型。
运行仿真
当你建立一个框图和指定初始设置为您的模型,您可以运行模拟。
输入信号提供的力信号编辑器块。编辑信号属性如下面的插图所示。信号配置文件开始的值为0,那么在4秒有一个阶跃变化为1,然后更改为0 6秒。
速度范围输出质量速度和位置范围输出质量位移作为时间的函数。双击范围开放。
点击。Simscape求解器计算模型,计算初始条件,仿真运行。这一过程的详细描述,请参阅Simscape模拟是如何工作的。完成这个步骤可能需要几秒钟。消息在手机的左下角时模型窗口提供了状态更新。
一旦仿真开始运行,速度和位置范围窗口显示仿真结果,如接下来的插图所示。
一开始,质量处于静止状态。然后在4秒,突然随着输入信号的变化,质量速度峰值的正方向,逐步返回零。质量的位置在同一时间逐渐变化更多,由于惯性和阻尼,呆在新值只要力是作用于它。在6秒,当输入信号变化回零,速度被镜子飙升,大众逐渐回到其初始位置。
你现在可以调整各种输入和块参数和看到他们的质量速度和位移的影响。
调整参数
运行初始模拟之后,可以尝试调整各种参数输入和块。
试试以下调整:
改变力量配置文件
这个例子展示了输入信号的变化如何影响剖面的力,因此质量位移。
双击信号编辑器块以打开它。
改变信号剖面首次通过移动垂直段从4到2秒,如下所示。关闭块对话框。
运行仿真。仿真结果下图所示。
改变模型参数
在我们的模型中,力作用于一个质量与平移弹簧和阻尼器,并行连接。这个例子展示了如何改变弹簧刚度和阻尼粘度影响质量位移。
双击平移春天块。设置它弹簧刚度来
2000 N / m
。运行仿真。弹簧刚度的增加导致大规模位移振幅小,见下图。
接下来,双击平移阻尼器块。设置它阻尼系数来
500 N / (m / s)
。运行仿真。由于粘度的增加,质量是慢的在达到它的最大位移和回到初始位置,下图所示。
改变质量位置输出单元
在我们的模型中,我们使用了PS-Simulink转换器块在其默认参数配置。因此,位置
输出质量位移范围默认长度单位,也就是说,在米。这个例子展示了如何改变毫米单位质量的位移输出。
双击PS-Simulink Converter1块。类型
毫米
在输出信号单元组合框并点击好吧。运行仿真。在
位置
范围窗口中,单击自动定量轴范围。现在质量位移输出在毫米,下图所示。