SimMechanics物理建模.docx
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SimMechanics物理建模.docx
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SimMechanics物理建模
今天学习了使用SimMechanics进行多体动力学仿真
1、SimMechanics为三维机械系统建模提供了模块库。
可以使用库里的各个模块来联合定义机械零件,也可以设置零件的几何结构、质量、惯量,以及他与其他零件相连的方式,也可以将定义好的零部件打包封装成一个子系统,把它作为一个现成的零件,通过关节(joint模块)与其他的零件组装起来。
2、SimMechanics提供3D视图,方便模型查看,动画形象的演示仿真结果。
可以在模型查看器里改变模型查看的视角,也可以设置动画回放的速度,通过树状浏览器或直接在3d视图上查看各个零件关节定义、连接、组装等。
3、SimMechanics模型可以与控制器以及其他物理模型相连。
一、使用SimMechanics
1、构造零件
(1)使用预定义形状的刚体模型(长方体、圆柱体、球体等)
(2)在MATLAB里定义拉伸截面形状(复杂零件)
2、参数化零件
(1)MATLAB变量
(2)定义模块参数设置界面
3、使用关节连接零件
(1)关节测量和驱动
(2)控制装置
剪式提升机建模
需求:
在Simulink环境下使用可重用的零件来搭建剪式提升机模型。
模型:
解救方案:
使用SimMechanics来搭建机械系统模型。
先创建其中一个连杆,它有三个连接点,可以通过模块图表示。
该连杆定义好后,将它封装成一个子系统,可以利用直接封装好的子系统定义另一侧连杆,在通过轴模块将其装配起来。
因为连杆是模型中最常用的零件,可以将下图部分封装为子系统
封装完成后:
双击子系统可以设置其端口:
(待续)
继续
可以增加端口、设置端口位置、定义端口名字
将转动关节模块加入模型中,与连杆的前段连接起立,如下图:
更新模型(Ctrl+D)
由于重力加速度g沿Z轴负方向,需要将单摆绕X轴旋转90度,单摆即可旋转。
利用创建的子系统,可以直接复制另一根连杆
两个连杆重合在一起,应该在其中间添加轴模块,利用模型库,库里有预定义的各种零件
二、用MATLAB构造自定义外型模块、构造定义参数化零件以及驱动关节
1.在SimMechanics里定义刚体结构
需求:
需要在SimMechanics定义具有更多外形细节的零部件
(1)定义具有标准形状的刚体结构,但通常需要定义的刚体结构外型比较复杂,或有一些特征需要表现出来
解决方案:
组合多个标准形状的刚体或使用MATLAB来为拉伸或旋转定义复杂的截面形状
由两个块状零件和一个轴组成,外形较复杂,可以使用solid模块和坐标转换模块整合为一个整体来表示,需要考虑该整体与其它零件的连接,所以要设置相应的连接端口
这个零件需要用MATLAB函数来定义其拉伸截面再通过RigidTransform将其整合在一起,再定义端口。
以下是操作过程:
下面定义连杆的截面形状
加左右两半圆
需求:
在SimMechanics中定义参数化的、可重复使用的零件
三、定义参数化的零部件
解决方法:
使用Simulink封装来定义参数化零件并且可以使用MATLAB表达式来重用
零件封装好后可以定义自己的模块参数
将下图中杆件的长度及坐标转换用定义的L表示
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- SimMechanics 物理 建模