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1 首先創建一個Simscape Multibody 模型
(方法見 【Simscape】用Simscape實現三維物理仿真(一)——創建一個自由落體小球)
2 創建四個Solid模塊
(1)擺杆
- Shape : Brick
- Dimensions : [0.1 0.05 1] m
(2)擺杆軸
- Shape : Cylinder
- Radius : 0.02 m
- Length : 0.2 m
(3)滑塊導軌
- Shape : General Extrusion
- Cross-section : [2 -1;2 1;1 1;1 0;-1 0;-1 1;- 2 1;-2 -1] cm
- Length : 1.2 m
(4)滑塊
- Shape : Brick
- Dimensions : [2 12 20] cm
3 建立合適的座標系
首先,我們設計的單擺系統世界座標系如下圖:
因此按照此座標系修改各組件之間的參考座標,並按下圖連接:
其中需要注意的幾點:
(1)滑塊與導軌之間是一個單自由度滑動連接,根據世界座標系,可滑動軸在Y軸方向,我們選擇的三自由度滑動模塊必須限制X和Z軸 。具體修改方式如下
(2)當某些solid機構座標系與關節限定的軸不一致時(比如單軸轉動附,轉軸必須爲Z軸),可用通過修改Solid機構的座標系實現座標系旋轉變換。
(3)爲了運行仿真開始時單擺可以擺動,需要使單擺初始重心位置不在穩態處 ,通過修改轉動副的初始角度即可。
4 運行,大功告成!
下一章,我將將此係統改造爲一階倒立擺系統,使用PID進行控制
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