系统定义和布局- MATLAB和Simulink MathWorks比荷卢经济联金宝app盟 - 金宝app,下载188bet金宝搏,金宝搏官方网站

系统定义和布局

顶级系统布局仿真软件金宝app^®模型是一种常见的背景下,许多工程团队可以使用,是许多任务在基于模型设计的基础范式:分析、设计、测试和实现。你定义一个系统在顶层通过确定结构和单个组件。然后组织模型,以分层的方式,对应的组件。然后为每个组件定义接口,组件之间的连接。

特色模型在本教程是一个平面机器人的帮助下可以移动或旋转两个轮子,类似于家用吸尘机器人。该模型假设机器人移动以两种方式之一:

线性——两个轮子在同一方向以相同的速度和机器人线性移动。
旋转——车轮将在相反的方向以相同的速度和机器人旋转到位。

每种类型的运动从静止状态开始,也就是说,线性和旋转速度为零。与这些假设、线性和旋转运动组件可以分别建模。

确定目标建模

设计一个模型之前,考虑你的目标和需求。目标决定结构和模型的详细级别。如果目标是找出机器人能走多快,建模为线性运动就足够了。如果我们的目标是设计一组输入设备跟随给定的路径,然后转动组件。如果避障是一个目标,那么这个系统需要一个传感器。本教程构建一个模型与设计传感器的目标参数,以便及时机器人停止当它检测到障碍物的路径。为了实现这一目标,模型必须:

确定机器人的速度停止当发动机停止
提供一系列命令线性和旋转运动,机器人可以移动在一个二维空间

第一个建模目的使您分析运动,这样你就可以设计传感器。第二个目标允许您测试您的设计。

识别系统组件和接口

一旦你了解您的建模需求,你可以开始确定系统的组件。识别单个组件及其关系在一个高层结构帮助建立一个潜在的复杂系统模型。您执行这些步骤以外的仿真软件在你开始构建模型。金宝app

这个任务需要回答这些问题:

系统的结构和功能组件是什么?当一个布局反映了物理和功能结构,它帮助你理解,构建、沟通、和测试系统。系统时,这一点将变得越来越重要的部分在不同阶段实施的设计过程。
为每个组件的输入和输出是什么?画一幅画显示了组件之间的连接。这张照片能帮助你想象中的信号流模型,确定每个信号的源和汇,并确定所有必要的组件是否存在。
什么级别的细节是必要的吗?主要系统参数包含在您的图。创建一个系统的图片可以帮助你识别和模型是必不可少的的部分你想要的行为观察。每个组件和参数,导致建模的目标必须有一个表示模型中,但是有一个权衡复杂性和可读性。建模是一个迭代的过程。你可以从一些细节的高级模型开始,然后逐渐增加的复杂性要求的地方。

通常有利于考虑以下:

系统的哪些部分需要测试吗?
测试数据和成功标准是什么?
分析和设计任务的输出是必要的?

确定机器人运动组件

本教程中的系统定义了一个机器人,有两个电动车轮在二维空间中。它包括:

线性运动特点
旋转运动特征
转换确定系统在二维空间的位置
一个传感器测量机器人的距离从一个障碍

这个系统包括两个相同的车轮模型,输入力量应用于车轮,转动动力学、坐标变换和传感器。该模型使用一个子系统代表每个组件:

打开一个新的仿真软件模金宝app型。看到开放的新模型。
打开库浏览器。看到打开模型库金宝app浏览器。
添加子系统块。拖五子系统块的港口和子系统图书馆的新模型。
单击一个子系统。在格式选项卡上,单击汽车名称下拉。清除隐藏自动闭塞的名字复选框。
安排和重命名子系统块如图所示。改变块名称,双击名称和编辑文本块。

定义组件之间的接口

确定输入和输出子系统之间的连接。在模拟输入和输出值的变化动态。线连接块代表数据传输。此表显示了每个组件的输入和输出。

块	输入	输出	相关信息
输入	没有一个	力到右轮力到左车轮	不适用
右轮	力到右轮	右轮速度	定向-意味着相反方向
左车轮	力到左车轮	左车轮速度	定向-意味着相反方向
旋转	左、右车轮速度区别	旋转角	测量逆时针
坐标变换	正常速度旋转角	速度在X 速度在Y	不适用
传感器	X坐标 Y坐标	没有一个	没有必要阻止建模

一些块输入不精确匹配块输出。因此,除了单个组件的动态,模型必须计算如下:

输入旋转计算,减去两个轮子的速度和除以2。
输入坐标变换,两个轮子的平均速度。
输入传感器-整合输出的坐标变换。

车轮速度总是相等的大小和在这个假设计算是准确的。

添加必要的组件和确定连接:

添加必要的输入和输出端口,每个子系统。双击一个子系统块。

每一个新子系统块包含一个轮廓尺寸(三机一体)和一个外港(着干活)块。这些块定义信号接口与一级模型层次结构。
每一个轮廓尺寸块创建一个输入端口上子系统块,每个外港块创建一个输出端口。该模型反映了这些块的名称作为输入/输出端口的名字。添加更多的块额外的输入和输出信号。模型编辑器工具金宝app栏上,单击导航到父按钮回到顶部的水平。
对于每个块,添加和重命名轮廓尺寸和外港块。

当复制一个轮廓尺寸块来创建一个新的,使用粘贴(Ctrl + V)的选择。
计算所需的输入坐标变换和旋转从左车轮和右轮速度子系统。
1. 计算线性的输入速度坐标变换子系统。添加一个添加块的数学操作库和连接两轮的输出组件。添加一个增益块并设置增益参数1/2。连接的输出添加阻止这个获得块。
2. 计算不同的输入速度旋转子系统。添加一个减去块的数学操作库。连接正确的车轮速度+输入和左车轮速度- - - - - -输入。连接两个车轮组件的输出。添加一个增益块并设置增益参数1/2。连接的输出减去阻止这个获得块。
计算X和Y的X和Y坐标速度。添加两个积分器在连续图书馆和连接的输出坐标变换块。离开的初始条件积分器块设置为0。
完整的系统的连接。

参数和数据

确定模型的参数和它们的值。使用建模的目标来确定这些值是否总是固定或变化的模拟仿真。参数,为模型中的建模的目标需要显式表示。这个表可以帮助确定每个组件建模时的详细程度。

参数	块	象征	价值	类型
质量	左车轮右轮	`米`	2.5公斤	变量
滚动阻力	左车轮右轮	`k_drag`	30 Ns²/ m	变量
机器人半径	旋转	`r`	0.15米	变量
初始角	旋转	没有一个	0 rad	固定
初始速度	左车轮右轮	没有一个	0米/秒 0米/秒	固定
最初的(X, Y)坐标	集成商	没有一个	(0,0)m	固定

金宝appMATLAB仿真软件使用^®工作区评估参数。MATLAB命令窗口中设置这些参数:

m = 2.5;k_drag = 30;r = 0.15;