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内容发布更新时间 : 2024/3/29 7:15:43星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

Simscape物理建模2【初学者】

构建物理模型的基本要点

建模

Foundation Library:基本组件。 其中包括:Electrical(电的);Hydraulic(液压的);Mechanical(机械的);Physical Signals(物理信号);Pneumatic(气压的);Thermal(热的)

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使用Simscape foundation和Utilites库的模块来组件物理模型。使用物理网络的方法,来表示系统,在这里,系统由一系列功能单元组成,这些功能单元通过端口相互交换能量。 ??

每一个Simscape网络都必须包含一个Solver Configuration模块。 ??

如果模型中有液压元件,则每一个液压回路都必须包含一个Custom Hydraulic Fluid模块或者是Hydraulic Fluid模块。 ??

为了与通用Simulink模块相连,比如sources和scopes模块,使用connector模块(sensor、converter等等)。 ??

采取逐步建模的方法。从一个简单模型开始,运行并调试好后,再添加其余功能。比如,可以先使用Foundation库里的Resistive Tube模块来建模,它只计算摩擦损失。在随后的系统设计中,你可能要考虑到流体的可压缩性,这时就利用Hydraulic Pipeline模块来取代它,或者是使用Segmented Pipeline模块来考虑流体惯性力,这都取决于你的应用场合。这些不同的数学模型,它们的元件设置界面(端口的数目和类型以及相应的通量和跨量)可能还是一样的,这表示你可以在不改变模型网络的情况下,使用不同的模块来适应不同的精度要求。

Simscape模块有两种接口,Conserving ports■(小方块)和Physical Signal inports and outportsΔ(小三角)。

Conserving Ports ??

Simscape里有不同类型的Physical Conserving ports,比如液压的、电的、热的、机械平移和机械转动的。每一种类型都有与之相关的Through 和Across变量。 ??

只有同种类型的端口才能相连。 ??

端口间的物理连线都是双向的,传送物理变量(如之前所说的Through 和Across量)。物理端口不能直接与simulink端口相连。

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两种直接相连的Conserving ports端口的所有Across 量必须相同(比如电压或者角速度)。 ??

物理连接线可以分支。与别的组件直接相连的组件拥有相同的Across 量。任何在物理连接链上传递的Through量(比如电流或者扭矩)分布在所有相连的组件上,至于分布的形式取决于系统动力学。对于所有的Through量,所有传入某个子域的和等于所有传出的量(类似于电学的节点电流)。

Physical Signal Ports ??

Physical Signal Ports之间可以互连,就像一般的Simulink信号那样连接。 ??

Physical Signal Ports与simulink端口之间的连接,通过转换模块Simulink-PS(PS-Simulink) Converter block。 ??

与simulink本质上是没有单位的,而Physical Signal是与单位相关联的。simscape模块对话框可以为各参数变量指定对应的单位。

构建一个简单模型

构建simscape网络图

从库里找到相应的模块,连接基本物理网络,如下图。【右键引出分支线】

加入外力,各个元件在Foundation 下的sensors and sources库以及simscape下的utilities库。各个模块的功能基本上从其名字可以看出来。

配制求解环境