简单连杆建模

机械连接是连杆、机构和机器中常见的构建模块。在此示例中，您将学习如何使用 Simscape™ Multibody™ 对一个简单的机械连杆进行建模。为简单起见，模型假设连杆为六面体，并有两个端部坐标系。

构建模型

  1. 在 MATLAB® 命令行中，输入 smnew。一个包含常用模块的 Simscape Multibody 模型模板将会打开。

  2. 删除 Simulink-PS Converter、PS-Simulink Converter 和 Scope 模块，因为此示例中不会使用它们。

  3. 如果尚未显示 Rigid Transform 和 Brick Solid 模块的名称，请将其显示出来。右键点击模块，并选择格式 > 显示模块名称 > 打开。

  4. 复制 Rigid Transform 模块，为连杆添加第二个端部坐标系。

  5. 翻转 Rigid Transform1 模块，以便将两个 Rigid Transform 模块的 B 端口彼此连接，并与 Brick Solid 模块连接。

  6. 按下图所示连接其余模块。

  7. 在 Brick Solid 对话框中，指定以下参数。这些参数定义了简单连杆的物理属性，例如形状、质量和外观。

    参数值单位
    几何体 > 尺寸[L W H]cm
    惯量 > 密度rhokg/m^3
    图形 > 视觉属性 > 漫反射颜色rgb不适用

  8. 在 Rigid Transform 模块中，指定以下参数。这些参数指定了简单连杆上两个端部坐标系的位置。输入参数后，Brick Solid 和 Rigid Transform 模块将以红色突出显示，因为您尚未定义变量。此问题将在输入参数的所有数值后得到解决，下一节中将对此进行描述。

    参数Rigid Transform1Rigid Transform单位
    平移 > 方法标准轴标准轴不适用
    平移 > 轴-X+X不适用
    平移 > 偏移量L/2L/2cm

生成子系统

您可以使用多个简单模型（例如简单连杆模型）来构建一个复杂的多体系统。通常需要调整这些简单模型的物理参数，以适应不同的设计要求。为了简化参数调整过程，您可以为这些简单模型创建 Subsystem 模块。通过使用 Subsystem 模块，可以在一个位置（Subsystem 模块对话框）更新多个参数。在本节中，您将学习如何为简单连杆模型创建 Subsystem 模块。

  1. 按住 Shift 键并点击模块，选择 Brick Solid 模块和两个 Rigid Transform 模块。

  2. 右键点击其中一个选定模块，然后选择基于所选内容创建子系统。Simulink® 会添加一个新的 Subsystem 模块，其中包含 Brick Solid 和 Rigid Transform 模块。

  3. 双击 Subsystem 框。将在一个新的选项卡中显示 Subsystem 模块的子模块。双击 Conn1，并将父级子系统上的端口位置设置为左侧。点击确定应用更改，然后点击 Subsystem 选项卡旁边的向上箭头按钮返回父模型。

  4. 按下图所示调整 Subsystem 模块的大小和位置。

  5. 右键点击 Subsystem 模块，然后选择封装 > 创建封装。“封装编辑器”窗口将会打开，您可以在其中定义在 Brick Solid 和 Rigid Transform 模块对话框中输入的 MATLAB 变量。

  6. 点击参数和对话框选项卡，然后点击五次编辑 以创建五个编辑字段。在编辑字段中，指定以下参数，然后点击确定。提示属性指定可在 Subsystem 模块参数窗口中输入的参数名称。名称属性指定其对应的 MATLAB 变量。

    提示名称
    Length (cm)L
    Width (cm)W
    Thickness (cm)H
    Density (kg/m^3)rho
    Color [R G B]rgb

  7. 双击 Subsystem 模块。在“Subsystem 模块参数”窗口中输入以下数值，然后点击确定。这些值指定 Brick Solid 的形状和 Rigid Transform 模块的位置。

    参数值
    长度(厘米)20
    宽度(厘米)1
    厚度(厘米)1
    密度(kg/m^3)2700
    颜色 [R G B][0.25 0.40 0.70]

可视化模型

运行模型。Multibody Explorer将会打开，并显示简单连杆模型的前视图。要查看模型的三维视图，请点击等轴测视图按钮 。要查看模型中的坐标系，请在多体资源管理器选项卡的多体资源管理器菜单栏中选择视图 > 显示坐标系。

保存自定义模块

要在其他示例（例如简单摆建模示例）中重用此 Subsystem 模块，您可以将其名称更改为 Simple Link，并将其保存为自定义模块。有关详细信息，请参阅设计和创建自定义模块。

Simple Link 自定义模块

另请参阅

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