マルチボディ モデルの作成
マルチボディ システムは、並進変位と回転変位が加わる複数の相互接続されたボディで構成されます。エンジニアは Simscape™ Multibody™ を使用することで、自動車、航空宇宙、ロボティクス、生体力学などの多様なエンジニアリング分野において、マルチボディの設計を最適化し、システムの性能を高めることができます。マルチボディ システムをモデル化し、その動的動作を解析するときに従う大まかな手順は次のとおりです。
モデル化するシステムの調査: モデルに含めるボディ、ジョイント、拘束を特定します。ボディ間に作用するものやジョイントに直接作用するものなど、それぞれに作用する力とトルクを考慮します。
ボディのモデル化: それぞれのボディの特性を定義し、ジョイントや拘束の接続を容易にするために座標系を追加します。
マルチボディ システムの組み立て: ジョイント介してボディのペアを接続します。ギアやその他の運動学的拘束を使用してボディの運動を制御します。
ダイナミクス変数の指定と検出: 外部負荷、ボディ間の相互作用、ジョイントの作動入力を定義します。力、トルク、運動の変数を経時的に測定します。
マルチボディ システムは、ブロック線図または MATLAB® クラスを使用してモデル化できます。
ブロック線図を使用する場合
次のような要件があるプロジェクトの場合は、ブロック線図を使用してマルチボディ モデルを構築します。
グラフィカルな表現: 視覚的なモデル化手法が好まれる。物理システムとそれらの相互作用を表すブロック線図インターフェイスが Simulink で提供されます。
複雑なシステム: システムで接触、柔軟体、制御システム、信号処理を扱う。
連続時間シミュレーション: システムで連続時間のダイナミクスを主に扱う。
リアルタイム シミュレーション: リアルタイム シミュレーションやハードウェアインザループ テストに関心がある。
ブロック線図を使用したマルチボディ モデルの構築についてさらに学習するには、次のチュートリアルを参照してください。
MATLAB クラスを使用する場合
次のような要件があるプロジェクトの場合は、クラスを使用してマルチボディ モデルを構築します。
マルチボディ システムのプログラムによる構築: MATLAB クラスは、モデル作成を自動化するためのロバストなツールを提供します。これは、反復的なモデル構造に理想的なものになります。プログラミングベースの製品やツールボックス (Robotics System Toolboxなど) とのシームレスな統合も提供されます。
運動学やダイナミクスの瞬時の解析: MATLAB クラスは、速度、加速度、力など、特定の瞬間におけるシステムの動的状態を評価するのに優れています。この機能により、正確なデータ抽出が可能になり、特に複雑で時間がかかるシミュレーションにおいて計算時間や計算コストを削減することができます。単一の時間点での多数の分析、設計の最適化の促進、感度解析、動的処理のオーバーヘッドがないシナリオ探索が求められるプロジェクトに最適です。
MATLAB クラスを使用したマルチボディ モデルの構築についてさらに学習するには、次のチュートリアルを参照してください。
