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カスタム直流モーターのsimscapeライブラリのカスタマイズと拡张
符号数学工具箱をを用して，simscapeライブラリにカスタム方程式に基因たコンポーネントを作物。
はじめに
符号数学工具箱は，任意の空间次元において，工学院又驾驶からモデル开放を行うのなないいますますています。
コンポーネントに不可欠な物理特性を表す際に必要となる方程式を作成し,解を求めることができます。また,独自の低次元化されたモデルの,入力xと対象となる量f（x）との间のマッピングが可です。
ここで,fは,次の形式で支配方程式を表すことができるカスタムコンポーネントです。
数码
ODEとPDEの数値シミュレーション
この例の手順は,以下です。
symreadsscvariables.を使用したSimscapeコンポーネントのパラメーター化diffをを用したsimscapeコンポーネントのカスタム式の定义解决とsubsをを用した定常定常状态式の解析的な求解matlabfunction.とODE45.を使用したMATLABにおける時間依存方程式の数値的な求解Symwritessc.をを用したsimscapeコンポーネントの作用
この例を実行するには,Simscapeおよび符号数学工具箱のライセンスが必要です。
DCモーターモデル
DCモーターは电视エネルギーエネルギー机械エネルギーに（またその逆方向にも）変换変换デバイスです.dcモーターの概略図をに示します（左図）.dcモーターのシミュレーションブロックはSimscape电气™(右図)で与えられており,これはsimscape.のの制品です。
このこのでは，支配方程の常微分类方程程（ode）をを使使しdcモーターの低低次元モデル表现导出ます.dcモーターのモーターモーターモーターモーターからから，机械はののから，机械械の式はニュートンの则则から导かれます。これらこれら方程式式式使使でで，カスタムカスタムパラメトリックなsimscapeコンポーネントコンポーネント実装。
Simscapeコンポーネントのパラメーター化
テンプレートテンプレートコンポーネントのパラメーターパラメーターと変をを
在のフォルダーまたは既定のmatlabパスパスsimscapeコンポーネントMyMotorTemplate.sscがあるとします。このこのコンポーネントのありませませはまだモーターのの発に発モーター発にににととととにパラメーターパラメーターといにパラメーターパラメーターと程テンプレートにパラメーター発类型を使用すると,そのテンプレートのプレビューを表示できます。
类型MyMotorTemplate.ssc
组件MyMotortemplate％自定义直流电机％该块实现了自定义直流电机节点P =基础。电极;% +:左n = foundation.electric .electric;% -:左r = foundation.mechanical.rotation .rotation;c = foundation.mechanical. rotate . rotate;% C:右结束参数R ={3.9， '欧姆'};%电枢电阻L = {0.000012， 'H'};%电枢电感J = {0.000001， 'kg*m^2'};%惯性Dr = {0.000003， '(N*m*s)/rad'};%转子阻尼Ki = {0.000072， '(N*m)/A'};%转矩常数Kb = {0.000072， '(V*s)/rad'}; %Back-emf constant end variables torque = {0, 'N*m'}; %Total Torque tau = {0, 'N*m'}; %Electric Torque w = {0, 'rad/s'}; %Angular Velocity I = {0, 'A'}; %Current V = {0, 'V'}; %Applied voltage Vb = {0, 'V'}; %Counter electromotive force end function setup if(R<=0) error('Winding resistance must be greater than 0.'); end end branches torque : r.t -> c.t; % Through variable tau from r to c I : p.i -> n.i; % Through variable i from p to n end equations w == r.w -c.w; % Across variable w from r to c V == p.v -n.v; % Across variable v from p to n end end
テンプレートコンポーネントからパラメーターの名前，値および単位を読み取り。
[帕扣，帕拉瓦，褶皱] = SymReadsScParameters（'mymotortemplate')；
パラメーター,その値および対応する単位をベクトルで表示します。
vpa ([parNames;parValues;parUnits), 10)
ans =
関数Syms.を使用してパラメーター名をMATLABワークスペースに追加します。パラメーターはワークスペースでシンボリック変数として表示されます。WHOを使用すると,ワークスペースの変数のリストを表示できます。
syms（滞后）syms
您的符号变量是：J KB KI L r ANS博士
コンポーネント変数の名前を読み取って表示します。ReturnFunctionをを使用しし，これらこれらの数を数tの关节数に変换します。
[varfuns，varvalues，amarunits] = symreadsscvariables（'mymotortemplate'，'返回功能'， 真的）;VPA（[varfuns; varvalues; amarkunits]，10）
ans =
関数Syms.をを用し源名称をmatlabワークスペースに追しますはワークスペースでシンボリック表示表示されます。Syms.で宣言したことを确认します。
Syms（varfuns）syms
你的符号变量是，Dr, J, Ki, R, vt，扭矩I, Kb, lv, ans, w
simscapeコンポーネントコンポーネントのカスタム式式の
DCモーターモーターをモデルモデルモデルするため方程式系を定义
機械トルクの微分方程式は,eq1およびeq2のように定义さますます。它）は電流,w (t)は角速度を表します。
eq1 =扭矩+ j * diff（w（t））== -dr * w（t）+ tau（t）
eq1 (t) =
= Ki*I(t)
EQ2 =
电气と电气の方向程は，eq3およびeq4です。V (t)およびvb（t）はそれぞれ印加電圧と逆起電力を表します。
eq3 = l * diff（i（t））+ r * i（t）== v（t） - vb（t）
EQ3 =
eq4 = vb（t）== kb * w（t）
EQ4 =
これらをまとめてリストにできます。ここで,モーターのトルクは、電流に比例すると仮定します。
EQS =公式（[EQ1; EQ2; EQ3; EQ4]）
eqs =
方程式の左辺と右辺を抽出します。
操作数=儿童（EQS）;operlist = [操作数{：}];LHS = Operlist（1：2：结束）
lh =1×4单元阵列{1x1 sym} {1x1 sym} {1x1 sym} {1x1 sym}
rhs = operList(2:2:结束)
RHS =1×4单元阵列{1x1 sym} {1x1 sym} {1x1 sym} {1x1 sym}
2番目と4番目の方程式は,τ(t)とvb（t）の値を定义します.4つの方程式の系を2つの方程式の系にするするは，これらの値を1番目ととのととしししししししししししし
(1) = subs(eqs(1)， lhs(2)， rhs(2))
公式=
等式（2）=潜艇（EQS（3），LHS（4），RHS（4））
公式=
方程。
ans =
方程式を前にパラメーターパラメーター数码を代入し。また，V (t) = 1を使用します。
等式=潜艇（方程，[滞后，v（t）]，[剖视图，1]）;等式=潜艇（方程，扭矩，0）;VPA（方程式。，10）
ans =
定常状态方程式のの的な求解
定常状態の方程式を解く
ここここで，关节w (t)と关节它）の時間依存性を取り除きます。たとえば,それらにシンボリック変数WW.および2を代入します。
Syms.WW.2equations_steady = subs(equations， [w(t)，I(t)]， [ww,ii]);结果=解决(ww, equations_steady ii);steadyStateW = vpa (result.ww, 10)
stignedstatew =
steadyStateI = vpa (result.ii, 10)
stiefaseStatei =
时间依存方程式の数码的な求解
matlabfunction.とODE45.をを用してmatlabでシンボリック式を数据的ににし。
ODE45.に有象なな力量をを方程式から作用成し。odetovectorfield.を使用し，力学系
（初条件
）〖matlab〗制作成品。
[vfEquations, tVals] = odeToVectorField(equations)
vfEquations =
TVALS =
M = matlabFunction (vfEquations“var”,{“t”，“Y”}）
M =function_handle具有值：@ (t、Y) [Y(1)。* (-3.25 e + 5) - Y (2) * 6.0 + 8.333333333333333 e + 4; Y(1)。* 7.2 e + 1 Y(2) * 3.0]。
初期条件w（0）= 0とI.(0) = 0をを用ししててます微解き解き解き解き解き式を解き解き
解= ode45(M，[0 3]，[0 0])
解决方案=结构体字段:求解器：'ode45'extdata：[1x1结构] x：[1x293775双] y：[2x293775双]统计：[1x1 struct] iData：[1x1 struct]
t= [0.5,0.75,1]の时钟で解を评価ます.1番目の値は电阻它），2番目の値は角速度w (t)です。角速度の解が定常状態steadyStateWに近づき始めていることがわかります。
德瓦尔(解决方案,0.5),德瓦尔(解决方案,综合成绩),德瓦尔(解决方案,1)
ans =2×10.2563 - 4.7795
ans =2×10.2563 5.5034
ans =2×10.2563 5.8453
steadyStateW
stignedstatew =
解をプロットします。
时间= linspace (0, - 2.5);iValues = deval(solution, time, 1);wValues = deval(solution, time, 2);steadyStateValuesI = vpa (steadyStateI * (1100), 10);steadyStateValuesW = vpa (steadyStateW * (1100), 10);图;plot1 =次要情节(2,1,1);plot2 =次要情节(2,1,2);情节(wValues plot1,时间,'蓝色的'，时间，steedstaltevaluesw，“——红”，'行宽'， 1) plot(plot2, time, iValues，“绿色”、时间、steadyStateValuesI“——红”，'行宽'1)标题(plot1'直流电动机 - 角速度')标题(plot2“直流电机-电流”）Ylabel（Plot1，'角速度[rad / s]'）Ylabel（Plot2，'当前[a]'）Xlabel（Plot1，'时间[S]'）Xlabel（Plot2，'时间[S]'）传奇（Plot1，'w（t）'，'w（t）：稳态'，'地点'，“northeastoutside”）传奇（Plot2，'它）'，'我（t）：稳态'，'地点'，“northeastoutside”）
simscapeコンポーネントの作物
Simscapeでで用する作物
作物した方程式方程式をを用してsimscapeコードコード生成します。
symWriteSSC (“MyMotor.ssc”，'mymotortemplate.ssc'，eqs，......'h1header'，'％定制直流电机'，......'helptext',{这个block实现了一个自定义的直流电机}）
生成さされたコンポーネントコンポーネント类型コマンドで表示します。
类型mymotor.ssc.
这个块实现了一个自定义直流电机节点p = foundation.electric .electrical;% +:左n = foundation.electric .electric;% -:左r = foundation.mechanical.rotation .rotation;c = foundation.mechanical. rotate . rotate;% C:右结束参数R ={3.9， '欧姆'};%电枢电阻L = {0.000012， 'H'};%电枢电感J = {0.000001， 'kg*m^2'};%惯性Dr = {0.000003， '(N*m*s)/rad'};%转子阻尼Ki = {0.000072， '(N*m)/A'};%转矩常数Kb = {0.000072， '(V*s)/rad'}; %Back-emf constant end variables torque = {0, 'N*m'}; %Total Torque tau = {0, 'N*m'}; %Electric Torque w = {0, 'rad/s'}; %Angular Velocity I = {0, 'A'}; %Current V = {0, 'V'}; %Applied voltage Vb = {0, 'V'}; %Counter electromotive force end function setup if(R<=0) error('Winding resistance must be greater than 0.'); end end branches torque : r.t -> c.t; % Through variable tau from r to c I : p.i -> n.i; % Through variable i from p to n end equations w == r.w -c.w; % Across variable w from r to c V == p.v -n.v; % Across variable v from p to n torque+J*w.der == tau-Dr*w; tau == Ki*I; L*I.der+R*I == V-Vb; Vb == Kb*w; end end
生成〖〗たからsimscapeライブラリを作用成し。
如果~ isdir (' + MyLib '）MKDIR.+ mylib.;结束拷贝文件mymotor.ssc.+ mylib.;ssc_buildMyLib;
在当前目录'/ tmp万博1manbetx / bdoc20b_1448999_148027 / tp67801eb6 / symbolic-ex98670381'中生成Simulink Library'MyLib_lib'。
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