建模直流电动机
SIMSCAPE™用于建模直流电动机。该模型是通过组装SIMSCAPE组件的物理网络来创建的,包括电阻器,轴惯性和摩擦。在SIMSCAPE结果资源管理器中评估了仿真结果。模型中使用的物理连接使其易于理解,修改和维护,并可以快速建立跨越多个物理域的模型。
记录:2016年5月25日
在此演示中,我们将看到如何使用SIMSCAPE建模直流电动机。我们希望建模的系统看起来像这样 - 一个具有两个电气连接和两个机械连接的直流电动机,包括一个可以沿轴转换的连接。
我们希望通过电气和机械效应对该系统进行建模。我们将使用SIMSCAPE对其进行建模。我们构建的模型看起来像这样。当我们运行模拟时,我们将看到电动机在对弹簧上的作用时如何反应。
我们将使用MATLAB命令SSC_New打开新的Simulink模型。金宝app使用命令SSC_New为SimScape模型推荐的设置打开了Simulin金宝appk模型。它还添加了SIMSCAPE中常用的一些块。
为了建模我们的直流电动机,我们需要的第一件事是直流电压源。我将在图中单击并输入“ DC电压源”,然后从列表中选择组件。我将电压设置为5伏。
接下来我们需要的是电阻。我将单击并拖动以创建电气连接,然后输入“电阻器”,然后选择电阻组件。
然后,我们需要一个可以在电气和机械能之间转换的块。我将输入“ Electro”,然后选择旋转机电转换器。然后,我将其连接到我们的电阻器。
我们的电路还需要一个电感器,然后将其连接到转换器的另一侧。我们还需要一个地面块。因此,我将输入“电气参考”并在此处连接。
SimScape使用求解器技术超出了普通Simulink中可用的功能。金宝app要访问其中一些设置,我们将连接求解器配置块。
接下来,我们要做的就是我们模型的机械部分。这两个端口代表我们电动机的机械连接。我们将把电动机的外壳连接到固定在太空中的点。我们将插入机械旋转参考块。
该连接代表轴。我将单击并拖动以创建机械连接,然后插入惯性以表示轴的惯性。
我们想在电动机的轴承中建模粘性摩擦。我将右键单击并拖动以创建一个分支,然后插入一个阻尼器块。我们将阻尼器连接到电动机的外壳。
我们想将轴的旋转运动转换为翻译运动。我们将使用车轮和车轴块来做到这一点。
我们希望电动机对春季作用。因此,我们将插入一个春天。弹簧将连接到空间中固定的点。
这样,我们的模型就完成了。我们可以运行模拟。我将右键单击块上,然后选择SIMSCAPE,查看仿真数据,SIMLOG。
在这里,我们可以看到SIMSCAPE结果资源管理器。我们可以通过此树浏览器探索模拟的结果。在这里,我可以看到轴的速度,因为它每秒都安装了0个弧度。
我可以查看电量,例如电阻的电流。我们可以通过在翻译弹簧中选择X变量来看到弹簧被压缩多少。我们可以看到它压缩到约0.01米或1厘米。
我可以通过重置弹簧的刚度来增加运动轴移动的距离。在这里,我可以将其更改为新的数值值,也可以分配MATLAB变量。我也可以调整单位。我可以将此参数配置为一个运行时参数,这意味着我可以在不重新生成C代码的情况下更改此值。
我将重新启动模拟,重新加载模拟结果,我们将看到今年春天再次压缩2厘米 - 因为我们已经将弹簧的刚度减半了。
如果我想在Simulink范围上查看此模拟的结果,则可以使用传感器块。金宝app我右键单击并添加一个运动传感器。并且我们将测量相对于外壳的轴运动。
传感器块会产生物理信号。该物理信号可用于实现同时的物理方程。我们需要将此物理信号转换为Simulink信号,以便在范围上查看它。金宝app
在该转换中,我们将分配单位。因此,我们将其分配学位。现在,当我们运行仿真时,我们可以看到轴在simulink范围上打开了多少。金宝app我们可以看到它在大约22和1/2度下定居。
在此演示中,我们已经看到了如何使用SIMSCAPE中的基础库组件对直流电动机进行建模,并分析Simscape Results Explorer中的结果。
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