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[转载]跟学渣一起学Modelica,第二发——图形化拖拽建模

已有 432 次阅读 2019-10-11 14:16 |个人分类:modelica|系统分类:科研笔记|文章来源:转载

上波介绍了modelica中通过脚本编辑model进行仿真的方法,就是抄了一遍hello world,是简单的上手demo。其实,modelica作为系统仿真工具,更方便的建模方法是拖拽式建模,通过拖拽调用已经有的仿真模块,并按照系统结构和接口类型完成关联,从而实现系统整体的仿真建模。文字说起来始终还是枯燥,照旧,上例子,抄!

这次准备的例子是一个最简化的四开口伺服阀模型,四开口伺服阀的原理是怎么回事呢,就先不讲了,这不重要。

只需要知道以下几点:

  1. 这是个液压元件,需要液压油;
  2. 液压系统需要介质、环境要素;
  3. 液压输出部分包括四个可变节流孔;
  4. 运动部分是阀芯,阀芯的位移负责改变节流孔的尺寸;
  5. 四个可变节流孔按下图连接,形成桥路,从而在A/B之间形成液压压差和流量。
  6. 原理大致如下图:

此图只是表明态度,不重要

学渣做作业第一步,找模板,查阅modelica官方库和开源库,在OpenHydraulics库里面找到一个三位四通阀模型V4_3CC包含于

OpenHydraulics.Components.Valves.DirectionalValves。

刚好能抄下来,对不对?但是,抄不是目的,目的是抄会。所以第一步,把模型分解,看看他是怎么建模的。

上面模型可以分为三组:位移信号输入、节流孔桥接、接口,每一组的功能分别为:

1、位移信号输入,用来接收位移信号,并传递给可变节流孔,以改变液阻,输入接口后面连了一个动态响应,是为了模拟阀的频响特性;

2、液压接口,四个液压接口分别用于连接进油、回油、和负载的两侧端口;

3、节流孔桥接,四个节流孔分别连接进油、回油和负载的两侧端口。

继续拆解每一组,包含组件模型和连接,每个组件模型均是由模型库中拖拽而来,每个组件模型包含接口,通过拖拽连接不同组件的接口即可完成接口之间的连接,此时需要注意接口类型要互相兼容。

我们的目标呢就是照着这个模板抄一个可以运行的模型出来,按照抄作业的惯例,在原来作业的基础上,我们要做一些改动,毕竟要跟学习委员保持差距,不然下次抄不到了。更改的原因和内容包括:

1更改节流孔的连接方式,因为四个节流孔连接相同的信号,这种建模思路很奇怪可以将其改为四个节流孔两两串联然后并联,分别连接位移和位移相反数作为节流孔变化参数,如图:

2把接口换为组件模型,因为我们需要运行模型,不需要外部连接。拖拽正弦信号作为位移输入,固定压力液压源与VR1的A接口和VR4的B接口连接油箱分别与VR3的A接口和VR2的B接口连接引入节流孔作为负载与VR4的A接口和VR1的B接口连接。

这样就完成了模型基本逻辑的连接,但是此时直接运行的话,会直接编译报错,因为液压组件中使用了几处环境变量,需要单独添加无接口的环境模型,以保证模型参数的一致性,这两个环境模型包括enviroment和oil,添加完毕后如下图:

到这模型本身就完整了,然后根据需要调整每个模型的参数和初始值,就能开始仿真了(这一步是需要专业知识和实物参数作为基础的,就不说了,说了也白说)

demo做起来很简单,总结一下tips:

1、各种软件都内置大量的模型库,通过模型库进行拖拽式建模是起步阶段的首选;

2、很多时候会需要环境变量,不要忘记添加,尤其要注意模型名满足要求,通常会比较隐蔽,查看案例、查看错误代码是必需的;

3、接口之间的匹配性一定要注意;

4、参数设置一定要与实际情况相符合;

5、接口分为connector、input、output三种,很容易区分(前文忘记说了);

6、本文中使用的大多书模型,在参考案例中均可查到名称、位置,正弦信号、油源、箱、增益的模型名称分别为sine、ConstPressureSorce、Tank、Gain;

7、有大量案例可用,案例中也有大量错误需要更正,慢慢学习,学渣进步的空间很大,胜在潜力。

最后再立个flag吧,下一步会检索、整理一下部分官方库和开源库的信息,包括功能、层次结构这些简单的信息,作为日后查询的索引,学渣总看英文帮助和网页版帮助总是有点蛋蛋的忧桑。做出来后,会发出来共享,节(yao)点yao(wu定(qi),😄。




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