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聊一聊Simulink/Simscape物理建模

2月前浏览1606

0.前言

对于做仿真的同学而言,Simulink常用用于做控制系统仿真,与其他软件进行联合,如Amesim、Adams、Cruise等。与其他一维软件类似,Simulink包括了非常多的库,不同库应用领域不同,结合丰富的工具箱,更是无敌于同类软件,其中Simscape库就是Simulink里面的一个多领域系统建模库。

1.Simsacpe介绍

今天来聊聊其中的Simsacpe库,从下面图片可以看出,涉及到电、磁、热、等温/热流体、两相流、气体、湿空气、机械。

打开Simulink中的Simscape库,又依次分成为基础库、实用工具库、电池库、传动库、电库、流体库、多体动力学库。每个库还有对应的子库,如基础库由11个库组成。

从这些库可以看出,其功能与Amesim类似,可以对多学科、多领域进行系统建模,并集成到统一平台。

2.Simsacpe建模案例

下面是Simscape建模的一个案例,展示了液压系统驱动机床,包括三个动作:粗钻、精钻和铰孔

蓝色元件:代表液压系统,包括:油泵(绿色+蓝色)、溢流阀、换向阀、管路、油缸(绿色+蓝色)等。油缸的A、B端口为液压端口,用蓝色表示;R、C端口为机械端口,用绿色表示。通过端口颜色,可以确定不同库的连接,也代表不同领域的边界交互。

绿色元件:代表机械系统,包括固定地面、质量块、摩擦、力/速度源等。个人认为机械元件之间连接非常抽象,开始很难直接上手建模。

其他常用Simulink建模如;工作负载由通过信号建模,用子系统封装;阀门控制由状态机建模等。

下图是流量循环控制系统,监测油缸位置信号来控制阀门状态,从而控制系统回油流量。建模方式更多采用基础元件建模,然后封装。

3.Simsacpe仿真结果

下图是油缸AB口的压力和位移变化,对比三个动作的速度。

下面的图显示了不同阀门两种状态(Fwd和Rev),从而控制机床的3个动作(前进/锁定/逆转)。

4.Simsacpe建模感受

对于习惯Amesim建模的我来说,个人觉得有以下不足点:

  1. 新手找库/元件不方便,习惯后直接搜元件名称,建模效率更高。

  2. 参数设置单位或方法,要自己转换,这点很不习惯。如泵的排量不是常用ml/r,油缸直接设置面积而不是直径等。

  3. 进行及时、任意、对比时,结果查看不方便;元件端口的输入、输出量查看也不方便。

  4. 建模更抽象,没有一定基本功,入门更难。


    后续讲讲优点,并与Amesim建模对比和学习建议。



来源:Amesim学习与应用
ACPAdams系统仿真其他软件MATLABAMESim多体动力学传动控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-12-26
最近编辑:2月前
batt
本科 微信公众号:Amesim学习与应用
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Amesim的微分元件有错误?

1 问题介绍 昨天有学员在Amesim微信交流群(进群请加微信:Amesim_ai)提问了一个问题,关于微分元件的使用。然后我就介绍到:当我们在Amesim中进行数据处理的时候,微分元件使用是比较频繁的,尤其在求曲线变化率的时候,都可以直接接上微分元件。然后他给我举了一个例子,说如果想对sin()函数求导,那应该是如下建模: 我看了一眼,毫无瑕疵。如果想对某个曲线微分,就是这样连接,然后他给我甩出了如下计算结果: 看到这个结果,一眼看出就不对,已知t>0时,sin(t)微分应该是cos(t),这怎么幅值都不对了,然而我自己建模后,计算结果也是这样子的,不由得让人感觉到“鬼打墙”了。既然如此,我们用simulink再来做一遍,建模以及计算结果如下: 这不就巧了吗,人家Matlab是对的,t>0时候,sin(t)的微分就是cos(t),一眼真。那Amesim为啥连这么基础的计算都能搞错呢?然后我就想,先对sin()函数微分后再积分,不知道怎么样,建模与计算结果如下: 来源:Amesim学习与应用

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