Simscape™用于模拟直流电机。该模型是通过组装Simscape组件的物理网络来创建的,包括电阻器,轴惯性和摩擦。仿真结果在Simscape Resign Explorer中进行了评估。模型中使用的物理连接使其易于理解,修改和维护,并使其可以快速构建跨越多个物理域的模型。
记录:2016年5月25日
在这个演示中,我们将看到如何使用Simscape建模直流电机。我们希望模拟的系统是这样的——一个直流电机,有两个电气连接和两个机械连接,包括一个可以沿轴移动的连接。
我们希望将该系统与电气和机械效果建模。我们将使用Simscape来模拟它。我们构建的模型将如下所示。当我们运行模拟时,我们将看到电机如何对弹簧作用的作用。
我们将使用MATLAB命令SSC_NEW打开一个新的SIMULINK模型。万博1manbetx使用命令SSC_NEW打开一个Simulink模型,其中设置了Simsca万博1manbetxpe模型的设置。它还添加了Simscape中常用的一些块。
为了模拟我们的直流电机,我们首先需要的是直流电压源。我将在图中点击并输入“直流电压源”,然后从列表中选择组件。我把电压设为5伏。
我们需要的下一个东西是电阻。我将点击并拖动创建一个电气连接,然后输入“电阻”,然后选择电阻组件。
然后,我们需要一个将在电气和机械能之间转换的块。我将输入“电磁”,然后选择旋转机电转换器。然后我将此连接到我们的电阻。
我们的电路还需要一个电感器,然后将其连接到转换器的另一侧。我们还需要一块地面砖。所以我要输入“电气参考”,并在这里连接它。
Simscape使用的求解器技术超越了正常的Simulink。万博1manbetx为了访问这些设置,我们将连接求解器配置块。
接下来我们要做的是模型的机械部分。这两个端口代表我们的电机的机械连接。我们将把发动机的外壳固定在空间中的一个点上。我们插入一个机械旋转参考块。
这个连接代表轴。我将点击并拖动创建一个机械连接,然后插入一个惯量来表示轴的惯量。
我们想要模拟马达轴承上的粘性摩擦。我将右击并拖动创建一个分支,然后插入一个阻尼器块。我们将把风门连接到发动机的外壳上。
我们希望将轴的旋转运动转换为平移运动。我们将使用轮子和轴块来做。
我们希望电机对阵春天。所以我们将插入一个春天。并且弹簧将连接到空间中固定的点。
有了这个,我们的模型是完整的。我们可以运行模拟。我将右键单击块并选择Simscape,查看模拟数据,SIMLOG。
在这里,我们可以看到Simscape Refeive Explorer。我们可以通过此树浏览器探索我们的模拟结果。在这里,我可以看到轴的速度,因为它每秒落出0弧度。
我可以看一下电量,例如通过电阻器的电流。我们可以通过在翻译弹簧中选择X变量来看出春天被压缩的大量压缩。我们可以看到它压缩到约0.01米或1厘米。
我可以通过重置弹簧的刚度来增加电动机轴移动的距离。在这里,我可以将其更改为新的数值,或者我可以分配matlab变量。我也可以调整单位。我可以将此参数配置为运行时参数,这意味着我可以在不重新生成C代码的情况下更改此值。
我将重新运行模拟,重新加载模拟结果,我们会看到这个弹簧现在压缩了2厘米,再次强调,因为我们把弹簧的刚度减半了。
如果我想在Simulink范围上查看此模拟的结果,我可以使用传感器块。万博1manbetx我会右键单击并添加运动传感器。并且我们将测量轴的运动相对于壳体。
传感器块产生物理信号。该物理信号可用于实现同时物理方程。我们需要将此物理信号转换为Simulink信号,以便在范围上查看它。万博1manbetx
在那个转换中,我们会分配单位。所以我们用度作为单位。现在,当我们运行模拟时,我们可以看到轴在Simulink范围内转动了多少。万博1manbetx我们可以看到它稳定在22又1/2度。
在这个演示中,我们看到了如何使用Simscape中的基础库组件建模直流电机,并在Simscape results Explorer中分析结果。
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