Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
II. GÓI CÔNG CỤ SIMMECHANICS

II. GÓI CÔNG CỤ SIMMECHANICS

Tải bản đầy đủ - 0trang

50

hồn thiện việc mơ hình hố và thiết kế hệ thống trên cơ sở những nguyên tắc cơ

bản của vật lý. SimMechanics có thư viện cung cấp các khối thay thế các phần

tử có tính chất vật lý và các yếu tố liên quan trực tiếp.

SimMechanics có 3 ứng dụng chính:

 Mơ hình hố hệ thống cơ khí sử dụng các khối chuẩn trong thư viện của

SimMechanics.

 Khảo sát hoạt động của cơ cấu cơ khí bằng 4 phương pháp phân tích mà

SimMechanics cung cấp, bao gồm động học thuận (Forward Dynamics), động

lực học ngược (Inverse Dynamics); phân tích động học (Kinematic analysis) để

tìm lực và mơmen; phân tích và tìm trạng thái cân bằng của hệ thống

(Trimming).

 Mơ phỏng các hệ thống cơ khí.

Mơi trường SimMechanis được cấu trúc từ các khối chuẩn, được tổ chức

theo dạng phân cấp, mỗi cấp bao gồm các khối có chức năng tương tự nhau. Cụ

thể, thư viện chính trong SimMechanics bao gồm: các khối thân (Bodies), cho

phép mơ hình hố một vật rắn bất kỳ thơng qua đặc tính về khối lượng, mơ men

qn tính của nó quanh các trục và các hệ toạ độ gắn với nó; thư viện các khối

Sensor và Actuator cho phép đo và cấp tín hiệu tới hệ thống; các khối Constraint

và Driver cho phép truyền động và hạn chế chuyển động giữa các khâu; các khối

trong thư viện Joint cung cấp các loại khớp; và một số ứng dụng khác.



Hình 4.9: Thư viện SimMechanics



51

1. Thư viện Bodies

Thư viện này cung cấp các khối thể hiện các khâu cơ khí (Body). Tham số

khai báo cho khâu cơ khí bao gồm khối lượng, mơ men qn tính, vị trí, hướng

và các hệ trục toạ độ gắn trên nó. Ngồi ra, có khối điểm gốc (Ground) biểu diễn

một điểm cố định và khối thiết lập môi trường (Machine environment) dùng

thiết lập một số đặc trưng cho môi trường mô phỏng như véc tơ gia tốc trọng

trường, sai số …



1.1.



Hình 4.10: Các thành phần trong thư viện Bodies

Khối Body

Biểu diễn một vật thể rắn tùy ý; thay thế cho các khâu trong một cơ cấu cơ



khí, chúng khơng có bậc tự do riêng, được định dạng bởi các thông số về khối

lượng, mơ men qn tính (ma trận 3x3), và các hệ tọa độ gắn với chúng.

Mô tả:



Để biểu diễn một khâu, chúng ta cần thiết lập các tham số:

1) Khối lượng và momen quán tính.

2) Tọa độ trọng tâm của vật rắn (CG).

3) Một số hệ tọa độ khác gắn với vật rắn (Body CSs).

Một vật thể rắn được xác định trong khơng gian bởi vị trí của trọng tâm và

hướng của một số hệ tọa độ xác định gắn với vật rắn



52



Hình 4.11: Bảng tham số của khối Body

1.1.1. Mass properties:

Mass: Nhập khối lượng của vật rắn, đơn vị khối lượng được chọn trong

pull-down. Khối lượng phải là một số thực, dương hoặc một biểu thức tương

ứng. Mặc định là 1 Kg.

Inertia: Nhập mơ men qn tính đối với hệ tọa độ gắn với trọng tâm của vật

rắn. Là một ma trận đối xứng 3 x 3, với các thành phần là số thực. Mặc định là

ma trận khơng, kích thước 3x3, đơn vị Kg.m2.

1.1.2. Hệ tọa độ của vật rắn:

Ta có thể thiết lập hệ tọa độ Body CSs trên tab Position và Orientation:

- Mặc định có 3 Body CSs: Hệ tọa độ bắt buộc (CG) gắn với trọng tâm của

vật rắn, và 2 hệ tọa độ khác: CS1 và CS2 dùng cho kết nối với khớp

(Joints), Constraints và Diver

- Ta có thể điều chỉnh hệ tọa độ gắn với trọng tâm (CG CS) nhưng khơng

thể xóa nó, ta cũng có thể tạo thêm một CG CS với một tên khác

- Các hệ tọa độ khác CSs có thể được điều chỉnh và xóa bỏ nếu ta muốn.

- Định hình một Body CSs yêu cầu xác định được:



53

• Vị trí của gốc Body CS trong tab Position

• Hướng của các trục của Body CS trong tab Orientation.

- Xác định Body CSs yêu cầu phải tồn tại sẵn 1 CSs. Trong một khối Body

chúng ta có thể tham chiếu đến Body và Ground CSs theo 3 cách. Đó là:

• Đất (World)

• Một Body CSs khác trên cùng body

• Một hệ tọa độ khớp (Adjoining)

Thiết lập các tham số cho Position



Hình 4.12: Bảng tham số Position của khối Body

Vùng position cho mỗi body CS xác định vị trí gốc của CS như một véc tơ dịch

chuyển.

- Show Port: cho phép hiển thị hệ tọa độ trên khối Body khối đó được sử dụng.

- Port Side: vị trí của hệ tọa độ trên khối Body, có 2 sự lựa chọn, bên trái hoặc

bên phải.

- Origin Position Vector [x y z]: Nhập véc tơ dịch chuyển để xác định vị trí gốc

của Body CS.

- Units: Chọn đơn vị cho véc tơ dịch chuyển. Mặc định là mét.

- Translated from Origin of: Trong thực đơn pull-down, chọn lựa một hệ tọa độ

đã tồn tại để xác định điểm bắt đầu cho véc tơ dịch chuyển. Có 3 sự lựa chọn:

World, Adjoining, và một Body CSs khác trên vật rắn. Điểm cuối của véc tơ

dịch chuyển chính là gốc của Body CS

Đối với CG CS, mặc định điểm bắt đầu là World. Các Body CSs (CS1,

CS2…) mặc định bắt đầu là CG.

- Components in Axes of:



Trong pull-down, chọn CS mà trục của nó xác định



hướng của các thành phần của véc tơ dịch chuyển. Có các sự lựa chọn: World,

Adjoining, và Body CSs khác trên Body. Các thành phần của véc tơ dịch chuyển

sẽ được chiếu lên các trục của CS được chọn trong mục này.



54

Vùng Orientation.

Vùng Orientation của mỗi Body CS xác định hướng của các trục như một

véc tơ quay.



Hình 4.13: Bảng tham số Orientation của khối Body

- Show Port: cho phép hiển thị hệ tọa độ trên khối Body khối đó được sử dụng

- Port Side: vị trí của hệ tọa độ trên khối Body, có 2 sự lựa chọn, bên trái hoặc

bên phải.

- Orientation Vector: Nhập các thành phần của véc tơ quay xác định hướng các

trục của Body CSs. Theo quan điểm hình hoc, các thành phần này được xác định

bằng cột Specified Using Convention

- Units: Chọn đơn vị cho góc quay, độ hoặc radian. Mặc định là độ

- Relative CS: Trong thực đơn pull- down, chọn một CSs đã có sẵn để xác định

hướng bắt đầu của phép quay. Có thể chọn World, Adjoining, hoặc một Body

CSs khác trên Body

- Specified Using Convention: Cho phép chọn kiểu biểu diễn cho phép quay. Có

thể chọn phép quay theo góc Eurer, ..

Visualization:



Hình 4.14: Thiết lập Visualization của khối Body



55



Cho phép thiết lập:

- Body geometry: cho phép thiết lập hình dạng của Body. Có thể thiết lập mặc

định hoặc chọn từ các file đồ họa bên ngoài.

- Body color: cho phép thiết lập màu sắc của Body.

1.2. Khối Ground

- Biểu diễn một điểm trên một giá xác định

- Mô tả:



Một khối Ground biểu diễn một điểm cố định trong hệ tọa độ tuyệt đối

(World). Ground nằm trong thư viện Bodies và nó chính là một Body đặc biệt.

Chúng ta chỉ có thể nối một đầu của nó với một khớp. Các khối Ground tự dộng

lấy hệ tọa độ có các trục song song với hệ tọa độ World.

Bất kỳ một mơ hình SimMechanics nào cũng có ít nhất một Ground

Ta không thể nối các khối cảm biến hoặc các khối phát động vào

Ground do Ground khơng chuyển động



Hình 4.15: Bảng tham số của khối Ground

- Location [x, y, z]: nhập vị tri của Gound trong hệ tọa độ tuyệt đối. Vị trí

được xác định bởi vec tơ dịch chuyển (x,y,z). Khi nhập thông số cho



56

Ground là [0 0 0] tức là Ground chính là gốc của hệ tọa độ tuyệt đối

World

- Show Machine Environment port: khi được chọn sẽ làm xuất hiện trên

khối Ground một cổng kết nối. Cổng này cho phép kết nối đến khối

Machine Environment..



Một khối Ground được kết nối và không được kết nối đến khối Machine

Environment

1.3. Khối Machine Environment

- Cho phép thiết lập môi trường mô phỏng cơ học cho các kết cấu: trọng

lượng, sai số…. Trong mỗi một mơ hình, một khối Ground được nối với

khối này để áp đặt hoạt động của hệ thống vào trong mơi trường cơ khí

- Mơ tả:



2. Thư viện Constraints & Drivers

Thư viện này cung cấp các khối biểu diễn các ràng buộc về chuyển động độc

lập (số bậc tự do) giữa c ác khâu cơ khí. Các ràng buộc này có thể hoặc khơng

phụ thuộc thời gian



57



Hình 4.16: Khối thư viện Constraints & Drivers

STT

1



2



3



4



Tên khối trong

thư viện

Angle Driver



Distance Driver



Mơ tả



Tác dụng

- Định góc giữa 2 vector trục của 2

Body như một hàm theo thời gian.

- Định khoảng cách giữa 2 gốc tọa độ

của 2 Body như một hàm theo thời

gian.



Gear Constraint



- Ràng buộc chuyển động quay của

2 Body dọc theo đường vòng trong

chia của cặp bánh răng ăn khớp.



Linear Driver



- Định rõ một thành phần vector nối

2 gốc hệ tọa độ Body như một hàm

theo thời gian.

- Ràng buộc 2 trục của 2 Body luôn

song song với nhau.



5

6



Parallel Constriant

Point-Curve

Constraint



- Ràng buộc chuyển động của một

điểm trên Body theo một đường cong

trên một body khác.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

II. GÓI CÔNG CỤ SIMMECHANICS

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×