主要内容

初始化变量系统质-弹

这个例子展示了如何使用块变量初始化,以及它如何影响仿真结果的一个简单的机械系统。

模型是一个经典的系统,质-弹的振动质量弹簧的初始变形引起的。

创建和设置模式

  1. 创建一个简单的系统质-弹。使用质量,平移春天,平移阻尼器,机械平移参考,理想的平移运动传感器,PS-金宝appSimulink转换器,解算器配置,范围块,并连接它们,下图所示。

  2. 平移阻尼器块对话框,设置阻尼系数参数10N / (m / s)。使用默认参数值的所有其他模块。

  3. 模型仿真做准备。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。集解算器ode23t (mod.stiff /梯形)马克斯步长0.2。也调整了仿真时间0到2秒之间,通过设置停止时间2.0

  4. 指定弹簧的初始变形。双击平移春天块。在块对话框中,单击变量选项卡,然后选择旁边的复选框变形变量。改变它的优先级。改变开始值0.1。离开单位不变的是

  5. 调整传感器的初始位置,以补偿弹簧变形。双击理想的平移运动传感器块并设置其初始位置参数值0.1。这种方式,当你模拟模型,大规模振荡中心0左右。

  6. 模拟模型。

  7. 查看器打开变量。在模型窗口,调试选项卡上,单击Simscape>变量查看器

    平动Spring变量x在最后一行,具有较高的优先级和目标0.1的价值。这是变形变量,您刚才设置的块对话框。开始的实际值匹配的目标价值,因此它状态列显示一个绿色的圆圈。

    其他高优先级变量在这个模型的位置,x理想的平移运动传感器,这是设置在组件内部文件,因为它对于传感器的正确操作是必要的。其实际价值也开始匹配目标价值,和它的状态列也会显示一个绿色圆圈。

    其余的变量在模型中没有初始化指定优先级,因此他们状态列也会显示绿色的圆圈。整体状态变量查看器窗口的底部显示一个绿色的圆圈,并说所有的变量目标得到满足。

改变初始化目标

你现在可以看到指定不同的变量目标如何影响系统初始化和仿真结果。

  1. 指定初始速度的质量。双击质量块,去变量选项卡上,选择旁边的复选框速度变量,改变其优先级,开始输入一个值10。保持单位米/秒

    当你改变变量或调整块优先级和目标参数,变量中的结果查看器不会自动更新。相反,刷新按钮会显示一个警告标志(黄色三角形),和时间戳的底部查看器窗口变红,表明查看器中的数据并不能反映最新的模型更改。

  2. 观众通过点击刷新变量

    可以看到,解算器发现一个不同的初始解,满足可变弹簧变形和质量速度的目标。的状态列显示绿色的圆圈,整体状态变量查看器窗口的底部还显示一个绿色圆圈说,所有变量的目标感到满意。

  3. 注意,当您刷新变量查看器,范围变成了空白。这是因为解决运行仿真0秒找到最初的解决方案并将其显示在变量查看器。

    重新运行模拟和分析速度和位置范围窗户,看到新的质量速度初值的影响仿真结果。

处理Over-Specification

如您指定附加变量目标,有时有可能过分细化的约束。

  1. 双击平移阻尼器块,去变量选项卡上,选择旁边的复选框变量,改变其优先级,开始输入一个值200年。保持单位N

  2. 刷新变量查看器。

    底部的整体状态变量的查看器窗口现在显示一个红色的正方形和说,解算器无法满足所有高优先级变量的目标。有红色的方块状态列的两个高优先级变量与目标不满意,以及父母街区。

    注意,解算器已经能够找到一个解决方案模型初始化。如果你重新运行模拟,它运行没有错误,你可以看到新的仿真结果。

    然而,变量查看器显示模型初始化解决方案不能满足你的目标块变量的值。这是因为将高优先级约束系统质-弹的所有三个元素导致冲突。你可以解决over-specification问题通过放松一些冲突变量的优先目标。

  3. 双击平移阻尼器块去变量选项卡,然后改变的优先级变量来

  4. 刷新变量查看器。

    底部的整体状态变量的查看器窗口现在显示一个黄色的三角形,说所有高优先级目标感到满意,但一些低优先级的目标并不满意。现在有两个黄色三角形在状态列:一个用于低优先级的变量f和它的父块,平移阻尼器

    从本质上讲,所找到的解决方案在这种情况下,当你以前是一样的指定高优先级目标质量速度,仿真结果是相同的。

  5. 处理over-specification的另一种方法是让高优先级的阻尼力和放松质量初始速度优先。双击平移阻尼器块去变量选项卡,然后改变的优先级变回。然后双击质量块,去变量选项卡,然后改变的优先级速度变量来

  6. 刷新变量查看器。

    再次,变量查看器状态说,所有高优先级目标已经满意,不满意,一些低优先级的目标。然而,因为你改变了变量的优先级,解决现在试图满足初始力阻尼而不是质量速度和解决方案是不同的在这种情况下,仿真结果也一样。

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