创建多体模型
多体系统由多个互连实体组成,这些实体会发生平移和旋转位移。工程师可以使用 Simscape™ Multibody™ 来优化多体设计,并在汽车、航空航天、机器人和生物力学等各种工程领域提高系统性能。要对多体系统进行建模并分析其动态特性行为,请按照以下简要步骤操作:
研究要建模的系统:识别模型中要包含的实体、关节和约束。考虑作用于实体之间或直接作用于关节的力和扭矩。
对实体进行建模:定义每个实体的属性,并添加坐标系以方便连接关节和约束。
装配多体系统:通过关节连接成对的实体。使用齿轮和其他运动学约束来控制实体运动。
指定并感测动态特性变量:定义外部负载、实体之间的相互作用以及关节作动输入。测量力、扭矩和运动变量随时间的变化。
您可以使用模块图或 MATLAB® 类来对多体系统进行建模。
何时使用模块图
当您的工程具有以下需求时,请使用模块图来构造多体模型:
图形表示:您更倾向于使用可视化建模方法。Simulink® 提供了一个模块图界面,用于表示物理系统及其相互作用。
复杂系统:您的系统涉及触点、柔性体、控制系统和信号处理。
连续时间仿真:您的系统主要涉及连续时间动态特性。
实时仿真:您对实时仿真或硬件在环测试感兴趣。
要了解有关使用模块图构建多体模型的详细信息,请浏览以下教程:
何时使用 MATLAB 类
当您的工程具有以下需求时,请使用类来构造多体模型:
以编程方式构建多体系统:MATLAB 类提供了用于自动创建模型的强大工具,非常适合重复性模型结构。它们还可以与基于编程的产品和工具箱(例如 Robotics System Toolbox)无缝集成。
瞬时运动学或动态特性分析:MATLAB 类擅长评估系统在特定时刻的动态状态,包括速度、加速度和力。使用此功能可以精确提取数据,从而减少计算时间并降低成本,尤其是在复杂且耗时的仿真中。它们非常适合需要在单个时间点进行大量分析的工程,有助于进行设计优化、灵敏度分析和场景探索,而不会产生动态处理开销。
要了解有关使用 MATLAB 类构建多体模型的详细信息,请浏览以下教程: