Simscape Multibody предоставляет среду для трёхмерной симуляции многотельных механических систем, таких как
- роботы,
- подвески транспортных средств,
- строительное оборудование
- посадочные устройства самолетов.
С помощью инструмента можно моделировать многотельные системы при помощи использования блоков, которые являются представлением тел, соединений, ограничительных связей и элементов силы.
На основе построенной системы из блоков в редакторе, Simscape
Multibody формулирует и решает уравнения движения для всей механической системы.
Модели из CAD (Computer-Aided Design — система автоматизированного проектирования) систем могут быть импортированы в Simscape
Multibody вместе с информацией о массе, инерции, соединениях, ограничениях и 3D геометрии импортируемых моделей. Simscape
Multibody автоматически генерирует 3D анимацию для визуализации динамики системы.
Можно параметризовать модели при помощи переменных и выражений в
MATLAB и проектировать системы управления для многотельных систем в
Simulink. Можно добавлять электрические, гидравлические, пневматические и другие компоненты к механической модели при помощи Simscape и проверять всю систему в одной среде симуляции. Для развёртывания моделей в другой среде симуляции, включая среду типа система с аппаратным средством в контуре (HIL - hardware-in-the-loop), Simscape
Multibody поддерживает генерацию С кода (с использованием Simulink Coder™).
Моделирование многотельных систем
Simscape Multibody позволяет пользователю создавать библиотеки компонентов, благодаря этому компоненты могут быть использованы ещё раз во многих различных проектах.
Тела определяются с точки зрения их массы, инерции и точек соединения. Сложные формы можно собрать из набора простых форм, таких как сферы, цилиндры и экструзии определенные в MATLAB и Simscape Multibody. Масса и инерция форм вычисляется автоматически. На определяющей тело блок-схеме отображаются все связи с телом, что упрощает вид топологии системы. При помощи скриптов MATLAB можно вычислять параметры, такие как длина и масса. Можно назначать параметры при помощи переменных в MATLAB.
Можно соединять тела при помощи связей и накладывать ограничения на тела. Этим определяются степени свободы между телами в системе, которые определяют, то, как система может перемещаться. Можно определять и подключать виртуальные приводные механизмы к соединениям, чтобы система начала перемещаться.
Соединения можно приводить в движение при помощи электрических, гидравлических, пневматических или других физических систем смоделированных в Simscape, что позволяет пользователю моделировать всю физическую систему в пределах среды Simulink.
Импорт CAD моделей
Можно импортировать CAD сборку в SimMechanics при помощи SimMechanics Link. Масса и инерция каждой части в сборке импортируется как масса и инерция твердого тела в SimMechanics. Геометрия из CAD сборки сохраняется в файлах геометрии и связана с соответствующим телом в SimMechanics. Сопряжения в CAD сборке импортируются как соединения в модели SimMechanics.
Для моделей SolidWorks, Pro/ENGINEER и Autodesk Inventor необходимо устанавливать программное расширение, которое позволяет сохранять CAD сборку в файле с расширением XML, который можно импортировать в SimMechanics. Для других CAD систем, SimMechanics Link предоставляет API. Загрузите SimMechanics Link.
Симуляция моделей
Simscape Multibody предоставляет специальную технологию решения для симуляции многотельных механических систем.
Можно выполнять различные типы анализа, включая прямую динамику (forward dynamics), обратную динамику (inverse dynamics) и кинематику. Можно прикладывать силы и вращающие моменты к модели машины и наблюдать за получающимся движением или задавать движения и вычислять силы и вращающие моменты, которые необходимы, чтобы произвести это движение. С такими возможностями можно создавать и проверять требования для приводной системы или например наблюдать за тем как будут двигаться протезируемые конечности.
С использованием целевых состояний, можно выполнять сборку механизма, задавая только ключевую информацию. Можно задавать произвольные целевые позиции, скорости соединений и приоритет достижения каждой цели. Simscape Multibody использует информацию о целевых состояниях для автоматической сборки и определения начального состояния механизма. В отчёте сообщается о том, как близко Simscape Multibody удалось достигнуть целевых состояний и о значениях параметров, получившихся в результате сборки
