Simscape multibody методичка

Main Content

Model and simulate multibody mechanical systems

  • Release Notes
  • PDF Documentation

Simscape™
Multibody™
provides a multibody simulation environment for 3D mechanical systems, such as
robots, vehicle suspensions, construction equipment, and aircraft landing gear. You can
model multibody systems using blocks representing bodies, joints, constraints, force
elements, and sensors. Simscape
Multibody
formulates and solves the equations of motion for the complete mechanical
system. You can import complete CAD assemblies, including all masses, inertias, joints,
constraints, and 3D geometry, into your model. An automatically generated 3D animation lets
you visualize the system dynamics.

Simscape
Multibody
helps you develop control systems and test system-level performance. You can
parameterize your models using MATLAB® variables and expressions, and design control systems for your multibody
system in Simulink®. You can integrate hydraulic, electrical, pneumatic, and other physical
systems into your model using components from the Simscape family of products. To deploy your models to other simulation environments,
including hardware-in-the-loop (HIL) systems, Simscape
Multibody
supports C-code generation.

Get Started

Learn the basics of Simscape Multibody

Multibody Modeling

Model bodies, assemble them using joints and constraints, specify and
sense dynamic quantities of interest

Simulation and Analysis

Run a simulation, visualize a model, and run a kinematic analysis

Model Import

Import a multibody model into the Simscape
Multibody
environment

Deployment

Prepare a model for deployment

Simscape Mechanical Interfaces

Connect Simscape
Multibody
joint blocks to Simscape blocks

Модель и симулирует системы механического устройства мультитела

  • Информация о релизах
  • PDF-документация

Simscape™ Multibody™ обеспечивает среду симуляции мультитела для 3D механических систем, таких как роботы, приостановки транспортного средства, строительное оборудование и посадочное устройство самолета. Вы можете блоки использования моделирования систем мультител, представляющие тела, соединения, ограничения, элементы силы и датчики. Simscape Multibody формулирует и решает уравнения движения для полной механической системы. Можно импортировать в модель полные блоки CAD, включая все массы, инерцию, соединения, ограничения и 3D геометрию. Автоматически сгенерированная 3D анимация позволяет вам визуализировать и сохранить в файле динамику модели.

Simscape Multibody помогает вам разработать системы управления и проверить производительность уровня системы. Можно параметрировать модели с помощью MATLAB® переменные и выражения и системы управления проекта для вашей системы мультитела в Simulink®. Можно интегрировать гидравлические, электрические, пневматические, и другие физические системы в модель с помощью компонентов от семейства продуктов Simscape. Чтобы развернуть ваши модели в другие среды симуляции, включая оборудование в цикле (HIL) системы, Simscape Multibody поддерживает генерацию кода C.

Запуск

Изучите основы Simscape Multibody

Моделирование мультитела

Моделируйте тела, собирайте их с помощью соединений и ограничивающих условий, определяйте и осмысляйте интересующие вас динамические величины

Симуляция и анализ

Запустите симуляцию, визуализируйте модель и запустите кинематический анализ

Импорт модели

Импортируйте модель мультитела в среду Simscape Multibody

Развертывание

Подготовьте модель к развертыванию

Интерфейсы механического устройства Simscape

Соедините блоки соединений Simscape Multibody с блоками Simscape

Перепечатано:https://www.cnblogs.com/MingruiYu/p/12305851.html

Очки в этой статье:

  • Введение в мультиполичное
  • SIMSCAPE Многомерное введение Рекомендуемые учебные материалы и последовательность обучения
  • Важные знания в процессе моделирования построения
    • Модели рабочие пространства (модель рабочие пространства)
    • Выбор модельного решения (решатель)

Спереди

Для всех продуктов серии Matlab я лично думаюЛучшие учебные материалыВсе предоставлены MathWorksОфициальная документация, Очень ясно и очень подробно. Большая часть содержания этой статьи также основана на официальных документах. Я также настоятельно рекомендую всем сначала прочитать официальную документацию (лучше прочитать английскую версию). Тем не менее, в процессе личного обучения я чувствую, что может быть много документов: есть много документов, я не знаю, с какой страницы начать и что должно быть в порядке обучения. Итак, здесь я разберусь более подходящим порядок чтения и обучения после изучения меня.

Я начал научиться использовать возможность мультиполиста SIMSCAPE, чтобы недавно выполнить проект, управляемый деформируемым линейным объектом. Необходимо первого физического моделирования гибкого тела. Первый выбор физического моделирования -найти готовую платформу -имитационную платформу для ее использования. После исследования и поиска обнаружено, что в среде Simulink есть модуль, называемый simscap достичь этой цели. Так начали изучать мультиполисты Simscape и Simscape и изучить, как использовать его для моделирования простого моделирования гибкого тела линии. Теперь эта демонстрация симуляции была сделана в основном. Как смоделировать гибкий корпус линии. Я представлю ее в будущих статьях. В этой статье представлено, как начать работу с модулями Multiplet Simscape.

Я только что представил Simulink. Когда я веду в университет, я обязательно буду использовать Matlab, и я обязательно услышу Simulink. Simulink — это супер мощная платформа моделирования, за исключением детей (смеется). Для обучения Simulink сначала порекомендуйте прочитатьОфициальная документация SimulinkКроме того, если вы хотите изучать Simulink как парня в будущем, вы можете прочитать книгу «Симулинк -симуляция и технология генерации кодов».

Введение в мультиполичное

SimscapeЭто модуль Simulink, иSimscape MultibodyЭто снова модуль Simscape. Отношения следующие: (официальное введение)

  • Simulink: Среда карты модулей, для многодоменового моделирования и дизайна на основе модели. Он поддерживает проектирование, моделирование, моделирование, автоматическое код и непрерывное тестирование и проверку встроенных систем. Simulink предоставляет графические редакторы, пользовательские библиотеки модулей и решающие устройства, которые могут сделать динамическое моделирование и моделирование системы. Simulink интегрирован с MATLAB, так что вы можете не только интегрировать алгоритм MATLAB в модель в Simulink, но и экспортировать результаты моделирования в MATLAB для дальнейшего анализа.
    • Simscape: Позвольте вам быстро создать модель физической системы в среде Simulink. Через Simscape вы можете создать модель физического модуля на основе физического соединения, непосредственно подключенного к диаграмме модуля. Основываясь на сборке основных компонентов в соответствии с принципом, это система таких систем, как двигатель, выпрямитель моста, гидравлическая сила и система охлаждения. SIMSCAPE Дополнительные продукты предоставляют более сложные компоненты и аналитические функции.
      • Simscape Multibody: (Предыдущая, Simmechanics) предоставила среду моделирования с несколькими телами для трехмерных механических систем (таких как роботы, подвеска автомобиля, строительное оборудование и рамы самолета). Вы можете моделировать модули, которые указывают на жесткость, суставы, ограничения, компоненты силы и датчики для моделирования нескольких систем. Multipody Simscape установит уравнение движения всей механической системы и решает ее. Вы можете импортировать полную сборку CAD (включая качество, инерцию, суставы, ограничения и 3D -геометрические структуры) в модель. Вы можете просмотреть динамику системы в автоматической 3D -анимации. Multipody Simscape может помочь вам разработать систему управления и протестировать производительность системы.

Короче говоря, Simscape моделирует физическую систему в очень интуитивной форме, а мультиполище Simscape специально используется для имитации механической системы. ОфициальныйВведение видео, Пусть вы узнаете роль мультиполиста SIMSCAPE. Я чувствую, что это важная часть его различия между основным модулем SIMSCAPE заключается в том, что он может имитировать в трехмерном пространстве и может дать рендеринг трехмерную систему.

Примечание:Версия MATLAB, которую я использую сейчас, — это R2019B (последняя версия). В процессе моего обучения я обнаружил, что более новый инструмент, такой как Multipody Simscape, имеет больше обновлений. Я использовал R2018A и обнаружил, что многие из них не совсем такие же, как и последние официальные документы (такие как расположение опциона, типы механических частей и т. Д.). Поэтому в процессе обучения каждого рекомендуется обновить вашу версию Matlab до того же документа.

Simscape Multiboty Entry Learning

Так как изучать мультиполичное? Я лично думаю, что следующий процесс обучения въезда более подходит:

  1. Учитесь у Simscape через примеры в официальной документации
  2. Учитесь у Multipody Simscape через примеры в официальном документе
  3. (Согласно необходимости, прочитайте другие официальные документы)
  4. Учиться через официальные примеры

Учиться у Simscape через пример

Поскольку Multipody Simscape является подмодулем Simscape, конечно, вы должны сначала понять Simscape. Рекомендуется учиться на примере в официальном документе:Essential Steps for Constructing a Physical ModelСущность В этом примере рассказывается о том, как построить систему массовых скрещиваний и выполнить управление PID. Этот пример очень подробный. Даже если Simulink не использовался ранее, он также может работать в соответствии с учебником. Он очень подходит для начала работы. Примером является интуитивное понимание Simscape.

Учиться у мультиполита SIMSCAPE

Основной модуль Simscape, вероятно, является хорошим пониманием. Позвольте непосредственно к изучению мультиполичного состава SIMSCAPE. По -прежнему рекомендуется понять пример в официальном документе:Getting Started with Simscape MultibodyСущность Этот пример представляет, как начать с нуля и построить одну модели моделирования.

Изучая этот пример учебник, вы можете просто испытать мысли мультиполиста SIMSCAPE и основной процесс построения имитаций. В будущем встречаются более сложные модели, основанные на этой простой модели, немного наложенной. Таким образом, освоение этого примера может заложить хорошую основу для изучения более сложных примеров в будущем.

Примечание:Следуя учебному пособию, чтобы создать одну модель моделирования, я предлагаю, чтобы вы могли практиковать ее самостоятельно непосредственно на основе модели, обновить ее в двойную модель и провести эксперименты по моделированию. Просто протестируйте свое собственное понимание и используйте свой собственный уровень работы.

(Согласно необходимости, прочитайте другие официальные документы)

В дополнение к началу работы,Официальная документация SIMSCAPE MultibodeЭто также включает в себя много контента. Но я лично чувствую, что другой контент более подробный и сложный. Нереально читать по порядку. Рекомендуется ждать, какие функции и модули необходимо использовать, а затем проверить в соответствии с потребностями. Поиск панели в верхнем правом углу страницы официальной документы, вводя в контент, который вам необходимо искать, который можно легко извлечь в связанные документы.

Учиться через официальные примеры

Чтение официальных документов должно быть непрерывно выполнять, но это не практикуется, нет примера поддержки, и обучение официальных документов затруднено. Multibote Simscape много предоставляетExamplesЛично считает, что обучение через эти устоявшиеся модели особенно интуитивно понятно и эффективно (точно так же, как понимание концепции будет углублена после того, как почистить некоторые вопросы).

Нажав на определенную модель, есть краткое введение в эту модель. Нажмите на верхний правый угол страницыView MATLAB CommandЗначок отобразит команду модели. Введите команду в окне командной строки программного обеспечения MATLAB, чтобы напрямую приближать интерфейс Simulink модели.

Изучите каждую деталь официальной модели, которая очень полезно для создания собственной модели. В то же время сложность модели в примерах также от простой до сложных, подходящих для постепенного обучения. Последняя модель уже очень сложна. Вы можете изучить, что вы чувствуете себя достаточно в соответствии с вашей собственной ситуацией.

С тех пор в основном было завершено входное обучение мультиполичному составу SIMSCAPE. Прошло около двух дней после того, как я закончил это содержимое (потому что я изучал, как учиться, поэтому я был менее эффективен), я считаю, что скорость обучения каждого определенно будет намного быстрее.

Важные знания в процессе создания имитационного процесса

Следующие записи, которые в процессе изучения и моделирования построения, более важно найти фундамент, и необходимо начать содержание подробного обучения. Я также только начал исследовать и учиться, что также является процессом моего понимания непрерывно.

Порядок этих знаний, вероятно, является порядок столкновения с этими проблемами в обучении и практике, поэтому он также должен иметь какую -то эталонную ценность для всех.

Он все еще основан на официальных документах как самая высокая ссылка.

Настройки параметров в модели

В модели должен быть параметр, так как установить параметры в модели (или где параметры в модели чтение)?

Параметры в модели хранятся в модельных рабочих пространствах. Как и базовые рабочие пространства, каждая модель также имеет свою собственную рабочую область. Связанное введение в модельные рабочие пространства: (https://ww2.mathworks.cn/help/simulink/ug/using-model-workspaces.html?lang=en), В связанных темах в нижней части страницы есть более подробные представления.

Относительно того, как изменить данные, хранящиеся в рабочих пространствах модели, справочные документы: (((((((((((((((((((((((((((((((((((((https://ww2.mathworks.cn/help/simulink/ug/change-model-workspace-data.html?lang=en)。

Настройки настройки решателя (решатель)

Моделирование системы неизбежно должно требовать решения дифференциального уравнения. В Simulink решение дифференциального уравнения автоматически завершено, но вам необходимо выбрать соответствующее решение и установить соответствующий параметр решения.

Regarding how to choose the right solution device, refer to the document: (((((((https://ww2.mathworks.cn/help/simulink/gui/solver.html)。

Вообще говоря:

  1. Сначала попробуйте ODE45
  2. ODE45 выходит из строя или неэффективно, затем попробуйте ODE15S (наиболее подходящий для жесткости)
  3. Проблема, которая трудно справиться с ODE15S, может попробовать ODE23T (более эффективно)

Multibody Model Anatomy

In this section…

“Basic Model Components” on page 1-3

“Model Actuation” on page 1-4

“Dynamical Sensing” on page 1-5

At its core, a multibody system is a set of bodies linked through joints and bound by kinematic

constraints such as gears. Forces and torques of various types enable you to actuate the various

bodies, while sensors enable you to sense the resulting motion. In Simscape Multibody software, you

use blocks to directly represent these components.

Basic Model Components

Consider the Simscape Multibody four-bar featured example. You can open this model at the MATLAB

command prompt by entering sm_four_bar. The model consists of solid body subsystems

interconnected through Joint blocks. The Joint blocks define the degrees of freedom available

between bodies. The body subsystems define, through an underlying block diagram, the solid

properties of the body.

Basic Components of sm_four_bar Model

The body subsystems in turn consist of Extruded Solid blocks interconnected through Rigid

Transform blocks. The Extruded Solid blocks provide the solid properties, including geometry, inertia,

color, and frames—axis triads that encode all position and orientation information in a model. The

Rigid Transform blocks rotate and translate the solids to ensure proper body assembly.

The figure shows the underlying block diagram for a binary link body subsystem. This diagram

includes three Solid blocks, representing the central and distal portions of the binary link. Two Rigid

Transform blocks translate the distal solids to their proper locations near the ends of the central

solid.

Multibody Model Anatomy

1-3

Do’stlaringiz bilan baham:

Main Content

Model and simulate multibody mechanical systems

Simscape™
Multibody™
provides a multibody simulation environment for 3D mechanical systems, such as
robots, vehicle suspensions, construction equipment, and aircraft landing gear. You can
model multibody systems using blocks representing bodies, joints, constraints, force
elements, and sensors. Simscape
Multibody
formulates and solves the equations of motion for the complete mechanical
system. You can import complete CAD assemblies, including all masses, inertias, joints,
constraints, and 3D geometry, into your model. An automatically generated 3D animation lets
you visualize the system dynamics.

Simscape
Multibody
helps you develop control systems and test system-level performance. You can
parameterize your models using MATLAB® variables and expressions, and design control systems for your multibody
system in Simulink®. You can integrate hydraulic, electrical, pneumatic, and other physical
systems into your model using components from the Simscape family of products. To deploy your models to other simulation environments,
including hardware-in-the-loop (HIL) systems, Simscape
Multibody
supports C-code generation.

Tutorials

  • Start a Model from a Template

    Start a model from a template with commonly used blocks and suitable
    solver settings.

  • Model a Simple Link

    Model a simple body with solid properties and connection frames
    parameterized in terms of MATLAB variables.

  • Model a Simple Pendulum

    Model a basic multibody system comprising a simple body and a revolute
    joint.

  • Analyze a Simple Pendulum

    Apply forces and torques to a basic multibody model. Sense motion
    variables at joints and visualize these variables using MATLAB plots.

  • How to Build a Model

    This example highlights key concepts and recommended steps for building a mechanical model using Simscape™ Multibody™.

  • Creating a Simple Pendulum in MATLAB

    This example constructs a simple pendulum in MATLAB.

  • How to Build a Multibody System in MATLAB

    This example highlights key concepts and recommended steps for building a multibody system in MATLAB.

About Multibody Modeling

  • Creating a Multibody Model

    Simscape
    Multibody
    modeling workflow.

  • Multibody Model Anatomy

    Basic components of a Simscape
    Multibody
    model.

  • Modeling Bodies

    Bodies are representations that you create of physical parts—gears, pistons, levers—for later assembly into multibody systems, a piston engine serving as an example. Here is an introduction to bodies as well as the blocks and tools commonly used to represent one in a model.

  • Modeling Joint Connections

    Role of joints in a multibody model. Joints as systems of joint primitives with elementary degrees of freedom. Accounting for the effects of joint inertia in a model.

  • Working with Frames

    Frames are axis triads that encode the position and orientation of body elements in a body. Learn about frames as a means to connect body elements and about rigid transforms as a means to offset those elements.

  • Visualize a Model and Its Components

    Visualization is not only a central part of a multibody simulation, but also an essential tool in modeling bodies and verifying their shapes, sizes, frame placements, and colors. Here is an overview of the visualization utilities available in the Simscape Multibody environment and the roles they play in your modeling workflow.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *