Simulink是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。它可以处理的系统包括:线性、非线性系统;离散、连续及混合系统;单任务、多任务离散事件系统。在Simulink提供的图形用户界面GUI上,只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。它外表以方块图形式呈现,且采用分层结构。从建模角度讲,这既适于自上而下(Top—down)的设计流程(概念、功能、系统、子系统直至器件),又适于自下而上(Bottum—up)逆程设计。从分析研究角度讲,这种Simulink模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节,而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换,掌握各部分之间的交互影响。在Simulink环境中,可以在仿真进程中改变感兴趣的参数,实时地观察系统行为的变化。
SimMechanics是物理建模的一部分,它主要用于工程设计和机械刚体系统的仿真。在三维空间模拟平移运动和旋转运动,它能提供合适的方法定义刚体和它们的质量特性、运动、运动约束、坐标系统及测量运动的方法。SimMechanics通过连接的图框表达机械系统,同其他的Simulink模块一样,可以包含分等的子系统。内部虚拟现实工具可以显示和模拟简单的三维机械运动。Sim-Mechanics同一般的Simulink模块使用方法相同。
SimMechanics可以完成把各组件组成子系统。为确定机械系统的部件和特性及解算系统的运动方程,SimMechanics扩展Simulink模块库,坐标特性是SimMechanics所独有,这些SimMechanics模块同其他的Simulink模块相似。
SimMechanics模块组中包含下面几个子模块组,如图7.1所示。
图7.1 SimMechanics模块界面(www.daowen.com)
(1)刚体子模块组(Bodies)。包括有两个模块,即刚体(Body)和机架(Ground)。在使用刚体模块时,用户要根据实际情况设置包括刚体质量、位置、方向和坐标系等在内的一系列参数。机架用来表示质量和尺寸无穷大的刚体,通常是系统的基座或与地面相连接的支点。
(2)运动副模块组(Joints)。提供各种运动副的图标,如回转副、平面副等,可以用这些运动副来连接刚体,构造所需的机构。
(3)约束与传动模块组(Constraints&Drivers)。有静力学约束的模块,如齿轮约束等,还包含各种传动模块。
(4)检测与驱动模块组(Sensors&Actuators)。检测模块用来和普通的Simulink模块交换位移(角度)、速度(角速度)或加速度(角加速度)信息。驱动模块用来给机构添加Simulink输入量,用户可以用普通的Simulink模块搭建一个力信号,然后通过刚体驱动模块将该力信号施加到相应的刚体上。要使SimMechanics模块和普通Simulink模块进行数据交换,就必须用这样的中间环节。
(5)辅助工具模块(Utilities)。这里的模块允许在其他模块中添加节点,或将信息转换成虚拟现实工具箱中的数据。
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