Simscape多体

建立和模拟多体机械系统

Simscape多体™(前身为SimMechanics™)为3D机械系统,如机器人、车辆悬架、建筑设备和飞机起落架提供多体仿真环境。您可以使用代表物体、关节、约束、力元素和传感器的块来建模多体系统。Simscape Multibody为完整的机械系统建立和求解运动方程。您可以导入完整的CAD组件,包括所有质量、惯性、关节、约束和3D几何,到您的模型中。一个自动生成的3D动画,让你可视化的系统动力学。

Simscape Multibody帮助您开发控制系统和测试系统级性能。您可以使用MATLAB参数化您的模型®变量和表达式,以及在Simulink中为多体系统设计控制系统万博1manbetx®.您可以使用Simscape™系列产品中的组件将液压、电气、气动和其他物理系统集成到您的模型中。s manbetx 845为了将您的模型部署到其他仿真环境中,包括在环硬件(HIL)系统,Simscape Multibody支持c -代码生成。万博1manbetx

开始:

定制3D机构模拟

创建任何3D机制的多体模型。

刚性和柔性3D零件

使用参数化的3D几何或CAD数据定义刚性和柔性部件。在MATLAB中创建二维轮廓,并沿直线或绕轴进行挤压。指定材料属性或从有限元软件中导入它们。

关节和约束

用关节连接部件以确定自由度。包括齿条和小齿轮,锥齿轮,滑轮连接电缆在您的设计。模型过山车,直线输送机,和自定义运动行为类似的系统。

接触力

模型碰撞和摩擦力之间的3D零件。添加自定义气动和水动力。包括空间系统的引力。

机器人脚与地面之间的接触力包括碰撞力和摩擦力。

集成电子,液压和气动系统

在单个环境中使用Simscape系列产品对整个多域系统进行建模。s manbetx 845

包括驱动系统

连接电子,液压,气动和其他系统直接到您的3D机械模型。评估驱动器技术,并确定满足性能要求所需的尺寸和功率。

设计控制算法

使用先进的线性化和自动控制调谐技术来实现复杂的控制策略。快速找到控制器增益,以实现鲁棒性和响应时间目标。测试软件实现以评估系统性能。

将设计团队聚集在一起

使软件程序员和硬件设计人员能够在设计过程的早期与整个系统的可执行规范进行协作。利用模拟探索整个设计空间。

协调机器人手臂和两条传送带来运输和重新定位包裹的控制逻辑。

用MATLAB创建完全参数化模型

快速探索您的设计空间并细化需求以缩短您的开发周期。

快速探索设计空间

自动改变设计参数,如长度,半径,质量和电压。快速并行运行测试,以确定设计空间的可行部分,并集中您的开发工作。

优化算法调整连杆长度,直到尖端符合期望的轨迹。

改进需求

在开发过程的早期,使用带有基本参数的抽象模型来测试设计。计算未知的数量以创建详细的规格。使用动态模拟在更少的迭代中完成机械设计。

在CAD中执行详细设计之前,先对抽象设计进行调优。

增加模型重用

开发一个模型库,向模型用户公开关键参数。只需通过改变参数,就可以在许多特定于产品的设计中重用通用执行器模型。通过一组跨越多个产品线的核心仿真模型,提高企业效率。

一个通用的液压执行器参数化,以建模三个特定的执行器。

从CAD软件导入

自动转换CAD设计,以创建您的系统的数字孪生。

导入带接头的组件

整个CAD组件,包括所有具有质量、惯性和颜色的部件,以及配合和连接自动转换转换为Simscape模型。对现有CAD部件的更新可以合并到Simscape模型中。

在Simscape中重用CAD部件和组件的选项。

读取本地CAD数据

通过直接引用CATIA中的文件定义零件®Creo™,发明家®, NX™,Solid Edge®, SolidWorks®,参数化实体®.部件也可以通过引用3D建模的文件格式来指定,如STEP®, STL, SAT或JT。

为Simscape模型中使用的单个部件直接参考CAD文件。

编辑在3 d

使用3D界面定义和调整部件上的帧。以图形方式选择顶点、边、面或体来定义可用于传感、关节连接和力应用的框架的位置和方向。

在Simscape Multibody中使用3D接口添加连接点到部件。

容错

通过在故障条件下验证设计,将损失、设备停机时间和成本降至最低。

创建健壮的设计

为组件指定失效标准,包括时间、负载或温度条件。模型降低部件行为,如磨损的齿轮齿或增加轴承摩擦。自动配置模型,在故障条件下有效地验证设计。

当力超过关节的上限时,两部分之间的连接断开。

执行预测维护

生成数据以训练预测性维护算法。在常见和罕见的场景下使用虚拟测试验证算法。通过确保在适当的时间间隔进行维护,减少停机时间和设备成本。

一个带有泄漏、阻塞和轴承故障的三缸往复泵模型,用于开发一个多类分类器,以检测各种故障组合。

尽量减少损失

计算机械部件耗散的功率。确认组件在其安全操作区域内运行。模拟特定的事件和测试场景集,然后在MATLAB中对结果进行后处理。

蜗轮与齿轮的摩擦和轴承的功率损失。

动画机制和分析结果

使用模拟结果的3D动画分析机制的行为。

动画仿真结果

使用自动生成的模型3D可视化和仿真结果动画来分析系统。同时从多个角度查看动画,导出视频文件。

探索3D机制

在3D界面中探索您的机制,导航到原理图视图,以验证模型结构并检查绘制的结果。定义静态或移动视点以从自定义参考框架查看模拟结果。

探索机制行为、装配定义和仿真结果。

计算所需的负载

执行不同类型的分析,包括正运动学,逆动力学,正运动学和逆运动学。即使驱动和运动自由度不匹配,也要计算产生所需运动所需的力或力矩。

模型部署

在整个开发过程中使用模型,包括嵌入式控制器的测试。

不使用硬件原型进行测试

将Simscape多体模型转换为C代码,使用dSPACE上的硬件在环测试来测试嵌入式控制算法®、Speedgoat、OPAL-RT等实时系统。通过使用生产系统的数字孪生系统配置测试来执行虚拟调试。

通过并行模拟加速优化

将Simscape多体模型转换为C代码以加速模拟。通过将模拟部署到一台机器上的多核、计算集群中的多台机器或云上,并行运行测试。

利用并行计算优化机器人路径以达到最小功耗。

与其他团队合作

对包括整个Simscape产品系列的高级组件和功能的模型进行调优和模拟,而不需要为每个Simscape附加产品购买许可证。与外部团队共享受保护的模型,以避免暴露IP。

Simscape多体模型可以与没有购买Simscape多体的其他人共享。

MATLAB和Simu万博1manbetxlink

通过自动化在整个系统模型上执行的任务来更快地优化设计。

自动化任何任务与MATLAB

使用MATLAB自动化任何任务,包括模型组装、参数化、测试、数据采集和后处理。为常见任务创建应用程序,以提高整个工程组织的效率。

用MATLAB命令在Simscape Multibody中构建钟摆模型。

优化系统设计

使用Si万博1manbetxmulink在单一环境中集成控制算法、硬件设计和信号处理。应用优化算法为您的系统找到最佳的总体设计。

缩短开发周期

减少使用的设计迭代次数验证和验证工具确保需求的完整性和一致性。通过在整个开发周期中不断验证,确保满足系统级需求。

Simscape多体中使用电缆约束的滑车模型。

额外的Simscape多体资源