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Passaggi essenziali per la costruzione di un modello fisico

Panoramica del workflow

La tabella elenca i passaggi principali essenziali per la creazione e la simulazione di un modello fisico, nonché gli argomenti di documentazione relativi che forniscono informazioni di base su ogni passaggio. Segue la descrizione dettagliata dei passaggi.

Il grafico illustra i passaggi principali del workflow applicati al modello di esempio Mass-Spring-Damper with Controller. Le descrizioni sottostanti dei passaggi includono istruzioni dettagliate su come creare questo modello.

Passaggio 1: Creare un nuovo modello utilizzando ssc_new

Utilizzare ssc_new è il modo migliore per iniziare a costruire modelli Simscape™ poiché assicura che si stiano utilizzando le impostazioni predefinite consigliate per il proprio modello. Quando si utilizza ssc_new, automaticamente:

  • Viene creato un nuovo modello Simscape con i blocchi richiesti e comunemente già in uso sul model canvas

  • Viene selezionato il risolutore consigliato e le impostazioni di tolleranza

  • Viene abilitata la registrazione dei dati per l’intero modello

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Passaggio 2: Costruire la rete fisica

Per modellare il sistema aggiungere i blocchi dalle librerie Simscape a un modello, quindi collegarli a una rete fisica. Le linee che collegano i blocchi nello schema che avete creato rappresentano le connessioni fisiche esistenti tra i componenti in un sistema reale che state modellando. In altre parole, i diagrammi Simscape imitano il layout del sistema fisico.

Quando si costruisce un proprio network, è importante includere blocchi di riferimento specifici del dominio, come Electrical Reference, Mechanical Translational Reference e così di seguito. A seconda del dominio, questi blocchi rappresentano la connessione a terra, il frame o l’atmosfera. Per ulteriori informazioni, consultare Grounding Rules.

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Passaggio 3: Regolare i parametri del blocco e i target variabili

I blocchi Simscape rappresentano componenti generici i cui valori iniziali dei parametri di blocco e delle variabili sono predefiniti. È possibile modificare tali valori per adattarli alla propria applicazione o adattarli alla scheda tecnica del produttore.

Per visualizzare e modificare i valori dei parametri del blocco e i target di inizializzazione per le variabili del blocco, fare doppio clic sul blocco per aprire la finestra di dialogo relativa. Usare la scheda Settings.

Per la maggior parte dei blocchi Simscape, la finestra di dialogo del blocco contiene le stesse informazioni e ha lo stesso layout del Controllo proprietà del blocco. Per impostazione predefinita, modificando un valore nel Controllo proprietà, il nuovo valore viene applicato immediatamente. Per un migliore controllo, si consiglia di deselezionare la casella di spunta Auto Apply nell’angolo superiore destro della finestra di dialogo del blocco, per abilitare i pulsanti Reset e Apply. Questa opzione è particolarmente utile quando si lavora con blocchi complessi in cui si modificano più parametri contemporaneamente. Modificare i valore dei parametri affinché corrispondano alla scheda tecnica del produttore, controllare l’intera impostazione e fare clic su Apply. La disattivazione della casella di spunta Auto Apply persiste per tutta la durata della sessione MATLAB.

Per visualizzare la descrizione di un blocco, fare clic sulla scheda Description nella finestra di dialogo del blocco. Questa scheda contiene anche il link al Source code. Fare clic su questo link per aprire il file sorgente Simscape per questo blocco nell’editor MATLAB.

Se un blocco non ha parametri o target variabili che possano essere impostati, la scheda Settings non sarà presente nella finestra di dialogo relativa ma sarà presente solo la scheda Description.

Per visualizzare la documentazione di un blocco, fare clic sul pulsante Punto interrogativo Question mark nell’angolo superiore destro della finestra di dialogo del blocco.

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Passaggio 4: Aggiungere sorgenti

È possibile far funzionare i modelli Simscape utilizzando segnali di input. Questa tecnica consente di rappresentare gli effetti fisici, quali forze, tensioni o pressioni, che agiscono sul sistema. È anche possibile specificare altre grandezze che scorrono nel sistema, quali la corrente, la portata massica e il flusso di calore. Le connessioni ai segnali di input della propria rete fisica vengono aggiunte utilizzando i blocchi sorgente Simscape.

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Passaggio 5: Aggiungere sensori

È possibile misurare le grandezze della propria rete fisica e utilizzarle in altre posizioni del modello. Alcuni utilizzi comuni di tali grandezze includono il feedback per il controllo dell’algoritmo, la modellazione di componenti fisici il cui comportamento dipende da altre grandezze fisiche (come il resistore dipendente dalla temperatura) o, semplicemente, la visualizzazione dei risultati durante la simulazione.

Le grandezze vengono misurate utilizzando blocchi sensore, collegati in serie o in parallelo a seconda del valore misurato. Collegare il sensore in serie per misurare le grandezze definite da una variabile Through (come corrente, portata, forza). Collegare il sensore in parallelo per misurare le grandezze definite da una variabile Across (come tensione, pressione, velocità). Per ulteriori informazioni sulle variabili Through e Across, consultare Variable Types.

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Passaggio 6: Connettersi a Simulink con blocchi di interfaccia

Le equazioni in una rete Simscape vengono risolte simultaneamente, mentre i blocchi Simulink vengono valutati sequenzialmente. I blocchi di interfaccia, come Simulink-PS Converter e PS-Simulink Converter, gestiscono il confine tra queste due convenzioni di modellazione. I blocchi di interfaccia sono necessari quando i segnali Simulink specificano grandezze in una rete Simscape o quando grandezze Simscape sono passate a Simulink per il controllo di progettazione o altri scopi. Ogni volta che si collega un blocco Simulink a una rete fisica Simscape, è necessario utilizzare un appropriato blocco convertitore.

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Passaggio 7: Simulare il modello

Le simulazioni possono essere eseguite facendo clic sul pulsante Esegui nella Toolstrip di Simulink (nella parte superiore della finestra del modello) o nella barra degli strumenti di un Visualizzatore di aree. Il risolutore Simscape valuta il modello, calcola le condizioni iniziali ed esegue la simulazione. Per una descrizione dettagliata del processo, consultare How Simscape Simulation Works. Il messaggio nell'angolo inferiore sinistro della finestra del modello fornisce l'aggiornamento sullo stato.

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Passaggio 8: Visualizzare i risultati di simulazione

Il Simscape Results Explorer consente di visualizzare e analizzare dati di simulazione utilizzando la funzionalità di registrazione dei dati. Ad esempio, è possibile confrontare due esecuzioni di simulazione per analizzare come la modifica della massa influisca sulla deformazione della molla.

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