PSim enviroment



PSim Enviroment
Общая информация
Установка программы
Скачать
Настройка программы
PSim explorer
PSim engine
Демо-проекты























PSim Enviroment
Демо - проект
   
        В качестве демонстрационной модели построим т.н."Инверсный маятник" - один из наиболее часто встречающихся примеров в Теории моделирования и автоматического управления.
        "Инверсный маятник" состоит из подвижной тележки 1, которая может двигаться поступательно вдоль направляющей 2 (тележка имеет 1 поступательную степень свободы). Сверху на тележке расположен маятник, состоящий из стержня 3 и груза 4. Маятник прикреплен к тележке и имеет 1 вращательную степень свободы. В исходном положении маятник направлен вверх (при этом считают угол отклонения маятника равен 0). На маятник действует случайный возмущающий момент:


          Задача системы управления состоит в том, чтобы измеряя угол отклонения от вертикльной оси и управляя тележкой (прикладывая к ней определенную силу) поддерживать маятник в верхнем положении (угол отклонения 0).


1. Создание VRML модели


           Рассмотрим создание VRML модели при помощи VRBuilder (входит в состав Matlab совместно с VR Toolbox).



  • Создаем основание модели BASE (оно будет неподвижно - Static body) - Box с размерами 0.1х0.1х0.1.





Рекомендация

         Из за некоторых внутренних ошибок для текущей версии PSim Engine в качестве основания рекомендуется применять модели на основе {geometry}: Box



  • Создаем направляющую AXIS - Cylinder с размерами: Radius - 0.2 Height - 10


  • Поворачиваем цилиндр вокруг оси Z на 900


  • Создаем тележку PLATFORM - Box с размерами 1х0.6х0.6.
  • Создаем  стержень маятника PENDEL - Cylinder с размерами: Radius - 0.1, Height - 4.
  • Передвигаем стержень маятника вдоль оси Y на 4.
  • Создаем груз маятника MASS - Sphere с размерами: Radius - 0.5.
  • Передвигаем груз маятника вдоль оси Y на 4.
  • Сохраняем полученную VRML модель (IP.wrl).


2. Обработка модели в PSim Explorer


  • Импортируем модели из VRML-файла:


  • Параметрирование моделей

1.  Основание является физическим телом и неподвижно:



2.  Направляющая не является физическим телом, а только визуализируется:



3.  Тележка является физическим телом, на нее действует сила тяжести масса тележки - 1 кг.
4.  Стержень маятника физическим телом, на него действует сила тяжести масса стержня - 1 кг.
5.  Груз маятника физическим телом, на него действует сила тяжести масса стержня - 1 кг.

  • Создание сочленений
1.  Тележка имеет 1 поступательную степень свободы - она может двигаться вдоль оси X. Эта степень свободы моделируется поступательным сочленением SLIDER. В сочленение объединяются модель тележки и неподвижное основание:



Параметры сочленения

Ось сочленения - X

Верхняя и нижняя граница изменения положения сочленения (так как одно из тел сочленения неподвижно, то, фактически - пределы изменения положения тележки вдоль оси поступательного движения)

Задавать силу на сочленение (для SLIDER она прикладывается вдоль оси сочленения).


2.    Стержень маятника присоединяется к тележке при помощи сочленения HINGE:



с параметрами:

Точка соединения

Ось вращения Z

Верхняя и нижняя граница изменения положения сочленения ( пределы изменения угла отклонения от начального положения в радианах ).


Задавать момент на сочленение (возмущение) (для HINGE он прикладывается по оси сочленения.


Передавать положение  сочленения (для HINGE угол отклонения от начального положения в радианах).

3.   Груз маятника присоединяется к стержню при помощи сочленения FIXED (не совсем корректно и оптимально, но в простых системах допустимо):



  • Параметры среды моделирования


  • Сборка и сохранение модели








       3. Настройка PSim Engine





Указываем путь к PSim Engine

Указываем путь к sim-файлу модели системы "Инверсный маятник".

Осуществлять обмен данными с внешним приложением

Автоматически начинать моделирование после запуска PSim Engine


4. Создание Simulink - модели


  • Создаем  Simulink - модель в директории PSim Engine. В настройках Simulink - модели:Постоянный шаг по времени, равный шагу в PSim Engine (0.01):


  • PSim Engine в Simulink - модели представляет собой вызов S - функции mvexchanger:



с параметрами:

  1. 0.01 - период дискретности (равен шагу по времени в PSim Engine и шагу решателя Matlab'а),
  2. 1 - флажок - PSim Engine автоматически запускается при запуске моделирования Simulink - модели.
  • Соответствие переменных в PSim Engine (сила, момент для  сочленений, задаваемые Matlab'ом и положение    передаваемое Matlab'у) с перемеными в Simulink - модели:




  • Моделирование возмущающего момента:


  • Простейшая система стабилизации положения маятника.(Предполагается, что пользователю известны понятия и методы теории автоматического регулирования):

  • Моделирование




Version 0.45, 10 Nov 2004
Zvonarov Anton aka Sps, 2004. All rights reserved.