主要内容

基本物理建模技术

建立你的模型

中描述了使用Simscape™软件构建物理模型时必须遵循的规则物理网络建模的基本原则“,.本节简要回顾这些规则。

  • 通过使用来自Simscape Foundation和Utilities库的块的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,每个系统都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 Utilities库的Solver Configuration块。

  • 对于流体系统建模,请为每个拓扑不同的电路指定工作流体,如中所述指定工作流体

  • 连接常规Simulink金宝app®块(如源或作用域)传输到物理网络图时,使用转换器块,如中所述使用物理信号接口

  • 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。方法开始开发系统管(IL)块,它只考虑摩擦损失和流体压缩性。如果还需要考虑流体惯性,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,例如管壁顺应性、各种截面几何形状、仰角或曲率。属性中可用的块之一可以替换基础库块Simscape液体™块库,例如管(IL)部分填充管(IL),或弯管(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级别的模型,而无需对原理图进行任何更改。

一般来说,Simscape块具有两个守恒端口和物理信号输入和输出

使用保存端口

“保存端口”的规则如下:

  • Simscape框图中使用了不同类型的物理保存端口,例如液压端口、电气端口、机械平移端口、机械旋转端口等等。每种类型都有与之相关的特定的Through和Across变量。有关更多信息,请参见变量类型

  • 说明只能将保存端口与其他相同类型的保存端口连接。特定于域的线条样式和颜色有助于区分不同的域,并简化连接过程。有关更多信息,请参见领域特定的行样式

  • 连接保存端口的物理连接线是无方向性的线路,它携带的是物理变量(如上文所述的Across和Through变量),而不是信号。不能将物理线路连接到Simulink端口或物理信号端口。金宝app

  • 两个直连的保护端口的所有交叉变量(如电压、角速度等)值必须相同。

  • 分支物理连接线。当您这样做时,直接与另一个连接的组件继续共享相同的跨变量。沿物理连接线传递的任何Through变量(如电流或转矩)被分配到由分支连接的多个组件之间。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之和等于流出分支点的所有值之和。

使用物理信号接口

物理信号端口的使用规则如下:

  • 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块将物理信号端口连接到Simulink端口。金宝app使用Simuli金宝appnk- ps转换器块将Simulink输出端口连接到物理信号输入。使用PS-Simuli金宝appnk转换器块连接物理信号输出到Simulink输入。

  • 物理信号可以有与之相关的单元。Simscape块对话框和Property Inspector允许您在适当的地方指定单元和参数值。使用转换器块将单元与输入信号相关联,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