主要内容

基本物理建模技术

构建模型

在使用Simscape™软件构建物理模型时必须遵循的规则见物理网络建模的基本原理.本节简要回顾这些规则。

  • 通过使用Simscape Foundation和Utilities库中的块组合来构建物理模型。Simscape软件允许您基于物理网络方法创建所设计系统的网络表示。根据这种方法,每个系统被表示为由功能元素组成,这些功能元素通过它们的端口交换能量而相互作用。

  • 每个Simscape图(或图中每个拓扑上不同的物理网络)必须包含来自Simscape实用程序库的Solver Configuration块。

  • 对于流体系统建模,指定每个拓扑上不同的电路的工作流体,如中所述指定工作流体

  • 连接常规Simulink金宝app®块(例如源或范围)到您的物理网络图,请使用转换器块,如使用物理信号端口

  • 使用增量建模方法。从一个简单的模型开始,运行并排除故障,然后添加所需的特殊效果。例如,您可以使用管(IL)它只考虑了摩擦损失和流体可压缩性。如果还需要考虑流体惯性,则可以在简化模型按预期工作后启用此效果。在开发的后期阶段,您可能需要考虑其他影响,如管壁遵从性、各种横截面几何形状、标高或曲率。的可用块替换Foundation库块Simscape液体™块库,例如管(IL)部分填充管(IL),或弯头(IL).对于所有这些不同的数学模型,元素配置(即端口的数量和类型以及相关的Through和Across变量)将保持相同,这意味着物理网络方法允许您替换不同复杂性级别的模型,而无需对原理图进行任何更改。

通常情况下,Simscape模块具有两个保存端口和物理信号的输入和输出

使用保存港口

保存港口的原则如下:

  • Simscape块图中使用了不同类型的物理保存端口,如液压、电气、机械平移、机械旋转等。每种类型都有与之关联的特定Through和Across变量。有关更多信息,请参见变量类型

  • “保存端口”只能与其他相同类型的“保存端口”连接。领域特定的线条样式和颜色有助于区分不同的领域,并促进连接过程。有关更多信息,请参见特定领域的线条样式

  • 将保存端口连接在一起的物理连接线是无方向性的线,它携带物理变量(如前所述,跨越和通过变量)而不是信号。您不能将物理线连接到Simulink端口或物理信号端口。金宝app

  • 两个直连端口的所有跨变量(如电压或角速度)的值必须相同。

  • 您可以分支物理连接线。当您这样做时,直接相互连接的组件将继续共享相同的跨变量。沿着物理连接线传递的任何Through变量(如电流或扭矩)被分支连接到多个组件中。如何划分Through变量是由系统动力学决定的。

    对于每个Through变量,流入分支点的所有值的和等于流出的所有值的和。

使用物理信号端口

以下规则适用于物理信号端口:

  • 您可以使用常规连接线将物理信号端口连接到其他物理信号端口,类似于Simulink信号连接。金宝app这些连接线在Simscape块之间传递物理信号。

  • 您可以通过特殊的转换器模块将Physical Signal端口连接到Simulin金宝appk端口。使用Simuli金宝appnk- ps转换器模块连接Simulink输出端口到物理信号输入端口。使用PS-Simuli金宝appnk转换器模块连接物理信号输出端口到Simulink输入端口。

  • 物理信号可以有与它们相关联的单位。Simscape块对话框允许您在适当的地方指定单元和参数值。使用转换块将单元与输入信号关联起来,并指定所需的输出信号单元。

有关在创建实际物理模型时应用这些规则的示例,请参阅教程创建和模拟一个简单的模型