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的能力Simscape动力传动系统软件

什么Simscape动力传动系统软件包含

Simscape™动力传动系统™软件是Simulink中的一组块库金宝app®环境和基于Simscape软件。你连接Simscape动力传动系统通过定义物理单元的Simscape金宝app物理信号块转换为普通的Simulink块。

这些积木Simscape动力传动系统Simscape Foundation库中相关的机械块是建模传动系统的元素。这些系统由一个或多个惯性和质量组成,沿一个或多个轴旋转或平移,由齿轮约束一起旋转或平移,将扭矩和力传递到传动系统的不同部分。您可以像在任何Simulink模型中一样,用组织成分层子系统的组件来表示传动系统。金宝app您可以:

  • 用齿轮约束运动。

  • 添加复杂的动态元件,如离合器、类离合器元件和其他联轴器。

  • 表示像车身和轮胎这样的车辆部件。

  • 用力矩、力和运动来驱动物体。

  • 积分牛顿转动和平动动力学,然后测量得到的运动。

关系Simscape软件

为了模拟和模拟物理系统,Simscape动力传动系统模型使用诸如Simscape技术,如无方向性物理连接和保存端口、承载物理单元的物理信号、自定义组件建模、专用求解器和数据记录。

Simscape机械旋转和平移域构成了模型的基础Simscape动力传动系统块库和模型。的Simscape基础库(Simscape)包括物理信号块(Simscape);和基本机械块(Simscape)表示惯性、质量和简单的机械耦合。它还包括运动、扭矩和力源和传感器。

有关在Simscape环境中建模和模拟的更多信息,请参见Simscape文档。

物理连接、机械保护端口和物理信号

Simscape动力传动系统块,机械保存端口锚定物理连接线,在这个领域,代表机械轴。这些轴要么是转矩传递和惯性旋转的旋转轴,要么是力传递和质量平移的平移轴。

在Simscape域中定义的某些块还需要携带物理单元或物理信号的输入或输出信号。模拟物理信号线和端口用单元表示并连接物理信号。转换块允许您将无量纲的Simulink信号转换为Simscape物理信号,并将其转换回来。金宝app

传动系统模型

Simscape动力传动系统该软件扩展了Simulink和Si金宝appmscape软件,使用模块对传动系统组件和属性进行建模,将传动系统表示为物理网络,并求解运动方程。

建立并运行一个Simscape动力传动系统传动系统的模型表示:

  1. 指定每个物体的转动惯量或平动质量。在机械保护端口用代表传动轴的物理连接线连接阀体。

    如果需要,将传动系统接地到固定在空间中的一个或多个机械参考点。

  2. 通过连接齿轮来约束传动轴一起旋转或平移。齿轮对传动系统运动施加静态约束,并以固定比例传递扭矩和力。

  3. 根据需要,添加动态元素,以非静态方式在传动轴之间传递扭矩、力和运动。这些元件包括内部扭矩产生元件,如阻尼弹簧、离合器、离合器类元件、变速箱和变矩器。您还可以构造和连接您自己的动态元素。

    类似地,添加动态源和环境交互作用,如发动机、车身和轮胎。

  4. 设置机械源和传感器来启动和记录身体运动,并将外部扭矩和力应用到传动系统。

  5. 连接Simscape解算器配置连接到传动系统,然后配置。开始模拟,调用Simulink和Simscape求解器来查找系统的运金宝app动。显示和分析运动。

模型惯性和齿轮

Simscape动力传动系统软件将传动系统定义为旋转和平动体的集合,由它们的旋转惯性和平动质量定义。转动和平动自由度(dof)源于惯性和质量,但由物理连接线承载。将一个物体直接连接到另一个物体会限制两个物体以相同的角速度或线速度旋转。施加在一个物体上的力矩或力会作用于两个物体。您还可以将传动轴接地到不移动且代表无限有效惯性或质量的机械参考上。

请注意

所有Simscape动力传动系统在静止的隐式全局坐标系中,自由度是绝对的,但在一个分量和另一个分量之间以相对的方式测量和使用。测量整体休息架,地面传感器或其他部件与机械参考块。

在真正的传动系统中,车身也可以通过耦合传动轴的齿轮间接连接。齿轮使轴一起转动。这些齿轮可以是简单的或复杂的,可以耦合两个或多个轴。齿轮有两个作用:

  • 约束连接的轴以固定的速度一起旋转或平移的。

  • 转矩:将沿一个或多个轴的力矩或力以固定的比例转移到其他轴上

动态传动系元件模型

为了创建更真实的传动系统模型,您详细介绍了由惯性、质量和齿轮组成的简单传动系统。在传动系统内部,在一个轴和另一个轴之间添加复杂的机械元件,产生扭矩和力。某些Simscape动力传动系统块封装为子系统的复杂传动系统元素的整个模型:

  • 非理想齿轮载荷依赖损失模型。

  • 通过施加动摩擦和静摩擦来模拟传动轴对的锁定和解锁的离合器和类离合器元件

  • 代表发动机、轮胎和车身的车辆组件模型

  • 专门的扭矩和力模型,如变矩器,硬停止,和阻尼弹簧样扭转

建模自定义传动系统元素

Simscape Foundation库中提供的模块可以作为开发变体或全新模型来模拟相同组件的起点。您还可以通过观察隐藏的子系统来研究它们。如果有必要,在修改之前断开块和库之间的链接,然后创建自己的版本。或者,使用。创建自己的新块Simscape动力传动系统和Simscape组件,或者使用Simscape语言。

有关专用传动系统组件的更多信息,请参见专门和定制的传动系统组件

驱动和感知运动

Simscape运动源和传感器是用于插入和提取基本运动学和动态信息的块:

  • 源块将运动传递给传动系轴,并在传动系主体上施加外部定义的扭矩和力。

  • 传感器块测量传动系统轴的运动,以及沿轴传递的扭矩和力。

源输入和传感器输出(Simscape)是携带单位的物理信号。

运动模拟与分析

一旦你指定了所有的转动惯量和物体的平动质量,并将物体与齿轮和其他传动元件连接起来,寻找系统运动的动力学问题就可以解决了。要完成传动系模型并为模拟做准备,您需要将传动系连接到Simscape求解器。这个求解器定义了模拟的某些方面,并集成了系统的牛顿动力学,应用所有内部和外部扭矩和约束来找到物体的运动。

一旦你的模型准备好进行模拟,运行它并分析它的运动、扭矩和力。

逆动力学-修剪和线性化

你通常不知道产生一组给定运动所需的力矩和力。通过运动源驱动传动系统并测量产生的扭矩和力,您可以找到产生指定运动所需的扭矩和力。这种技术颠倒了动力学的经典方法,后者由力矩和力来寻找运动。

逆动力学的一个特例是修剪。这项技术包括寻找物体的稳态运动,当它们的加速度、扭矩和力消失时。使用Simscape和Simulink中的专用工具,您可以稍微扰动这种稳定的运动状态,以金宝app了解系统如何响应小扰动。该响应表明了系统的稳定性和控制器的适用性。

生成代码-实时和硬件在环仿真

Simscape动力传动系统软件兼容Simulink加速模式,金宝app金宝app仿真软件编码器™,金宝app仿真软件实时™软件使用这些产品,您可以生下载188bet金宝搏成最初在Simulink中使用框图创建的模型的代码版本,从而提高仿真速度和模型可移植性。金宝app生成代码的一个常见应用是定义实时和硬件在环模拟。

在传动系统模型中,离合器的存在会导致锁定-解锁迭代和动态不连续。这些不连续对代码生成产生了一定的限制。有关这些限制的详细信息,请参见传动系统仿真性能Simscape传动系统限制