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。
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。
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。
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)。
对于习惯Amesim建模的我来说,个人觉得有以下不足点:
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。
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。
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。
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。