運動検出
Simscape™ Multibody™ では、2 つのフレーム間の空間関係を、2 つのタイプのブロックを使用して検出できます。
Transform Sensor — モデルにある任意の 2 つのフレームの間に成り立つ空間関係を検出します。このブロックを使用して検出できるパラメーターには、線形または角度タイプの位置、速度、加速度があります。このブロックは、Simscape Multibody ライブラリで最も幅広い運動検出機能を提供します。
ジョイント ブロック — ジョイント ブロックの base フレームと follower フレームの間に成り立つ空間関係を検出します。ジョイント ブロックで検出できるパラメーターには、各ジョイント プリミティブの位置と最初の 2 つの時間微分 (速度と加速度) が含まれます。
これらのブロックは、指定する測定ごとに物理量信号を出力します。これらのブロックの検出出力を、解析用に、あるいはモデルの制御システムへの入力として使用できます。
ジョイント フレーム間の空間関係の検出
ジョイント ブロックの base フレームと follower フレーム間の空間関係を検出するために、ジョイント ブロック自体を使用できます。各ジョイント プリミティブのダイアログ ボックスの [Sensing] メニューには、測定可能な基本パラメーターがあります。これらのパラメーターには、base フレームに対する follower フレームの位置、速度、加速度が含まれます。検出するパラメーターがダイアログ ボックスの検出メニューにない場合は、代わりに Transform Sensor ブロックを使用してください。任意のフレーム間に成り立つ空間関係の検出を参照してください。
ジョイント ブロックの検出機能は、そのジョイント ブロックの base フレームと follower フレームに限定されます。すべての測定では、ジョイントの follower フレームのパラメーター値を、ジョイントの base フレームに対して提供します。球面ジョイント プリミティブを使用して空間関係を検出する場合は、測定を分解するフレームも選択できます。それ以外の 2 つのフレーム間における空間関係を検出するには、代わりに Transform Sensor ブロックを使用してください。
ジョイント プリミティブが回転または球面タイプである場合、パラメーターはそれぞれ回転角、角速度、角加速度に対応します。ジョイント プリミティブが直進タイプである場合、パラメーターはそれぞれオフセット距離、線形速度、線形加速度に対応します。
ジョイント プリミティブのタイプにかかわらず、選択するそれぞれのパラメーターは、そのパラメーターが属するジョイント プリミティブにのみ適用されます。たとえば、[Z Revolute Primitive (Rz)] 、 [Sensing] メニューで [Position] を選択すると、base フレームに対する follower フレームの、"base フレームの Z 軸を中心とした" 回転角を出力する物理量信号端子が表示されます。
次の表に、ジョイント ブロックを使用して検出可能な各パラメーターの端子ラベルを示します。表の最初の列は、選択可能なパラメーターを示します。残りの 3 列は、ダイアログ ボックスに表示される可能性のある 3 つのジョイント プリミティブ メニュー、[Spherical]、[Revolute]、[Prismatic] の端子ラベルを示します。
メモ
パラメーターの説明については、Spherical Joint、Revolute Joint、および Prismatic Joint の各ブロックのリファレンス ページを参照してください。
| パラメーター | Spherical | Revolute | Prismatic |
|---|---|---|---|
| Position | Q | q | p |
| Velocity | w | w | v |
| Velocity (X/Y/Z) | wx/wy/wz | N/A | N/A |
| Acceleration | b | b | a |
| Acceleration (X/Y/Z) | bx/by/bz | N/A | N/A |
1 つのジョイント ブロックには、複数の回転および直進ジョイント プリミティブが含まれることがあります。同じタイプのプリミティブを複数含むブロックについては、端子ラベルにジョイント プリミティブの軸を示す追加の英文字が含まれます。たとえば、Cartesian Joint ブロックの Z 直進プリミティブの [Position] 端子ラベルは pz です。
検出するジョイント パラメーターの選択
検出する空間関係のパラメーターを選択するには、次を行います。
空間関係を検出する対象となるジョイント ブロックのダイアログ ボックスを開きます。
ブロックのダイアログ ボックスの [Sensing] メニューで、検出するパラメーターを選択します。
ブロックに選択したパラメーターごとに 1 つの物理量信号端子が表示されます。各端子のラベルによって、端子が出力するパラメーターが示されます。
任意のフレーム間に成り立つ空間関係の検出
モデルにある 2 つの任意のフレーム間に成り立つ空間関係を検出するには、Transform Sensor ブロックを使用します。このブロックのダイアログ ボックスには、検出するパラメーターの選択に使用できる一連のメニューが表示されます。パラメーターには、線形および角度タイプの位置、速度、加速度があります。
すべての測定では、follower フレームのパラメーター値を、base フレームに対して提供します。値は選択した測定フレームで分解されます。Transform Sensor ブロックの base フレーム端子と follower フレーム端子を、モデルにある任意の 2 つのフレームに接続できます。別のフレームのパラメーターを測定するには、follower フレーム端子を、そのフレームを特定するフレーム ラインまたはフレーム端子に接続します。同様に、同じフレームのパラメーターを別のフレームに対して測定するには、base フレーム端子を、そのフレームを示すフレーム ラインまたはフレーム端子に接続します。最後に、測定値を別のフレームで分解するには、ブロックのダイアログ ボックスで別の測定フレームを選択します。測定フレームの詳細については、測定フレームの選択を参照してください。フレーム ラインとフレーム端子の詳細については、フレームの取り扱いを参照してください。
ブロックのダイアログ ボックスでパラメーターを選択すると、対応するブロックの物理量信号端子が表示されます。この端子を使用して、そのパラメーターの測定値を出力します。各パラメーターに関連付けられた端子を特定するため、各端子では固有のラベルを使用します。
次の表に、検出可能な各角度パラメーターに対する端子ラベルを示します。表の最初の列は、選択可能なパラメーターを示します。残りの 3 列は、ダイアログ ボックスにある 3 つの角度パラメーター メニュー、[Rotation]、[Angular Velocity]、[Angular Acceleration] の端子ラベルを示します。パラメーターによっては、1 つのメニューにはあり、他のメニューにはないものもあります。「N/A」は、パラメーターがそのメニューにないことを示します。たとえば、[Angular Velocity] には [Angle] はありません。
メモ
パラメーターの説明については、Transform Sensor のリファレンス ページを参照してください。
| パラメーター | Rotation | Angular Velocity | Angular Acceleration |
|---|---|---|---|
| Angle | q | N/A | N/A |
| Axis | axs | N/A | N/A |
| Quaternion | Q | Qd | Qdd |
| Transform | R | Rd | Rdd |
| Omega X/Omega Y/Omega Z | N/A | wx/wy/wz | N/A |
| Alpha X/Alpha Y/Alpha Z | N/A | N/A | bx/by/bz |
次の表に、検出可能な各線形パラメーターに対する端子ラベルを示します。前の表と同様に、最初の列は選択可能なパラメーターを示します。残りの 3 列は、ダイアログ ボックスにある 3 つの線形パラメーター メニュー、[Translation]、[Velocity]、[Acceleration] の端子ラベルを示します。
| パラメーター | Rotation Port | Angular Velocity Port | Angular Acceleration Port |
|---|---|---|---|
| X/Y/Z | x/y/z | vx/vy/vz | ax/ay/az |
| Radius | rad | vrad | arad |
| Azimuth | azm | vazm | aazm |
| Distance | dst | vdst | adst |
| Inclination | inc | vinc | ainc |
検出する Transform Sensor パラメーターの選択
検出する空間関係のパラメーターを選択するには、次を行います。
Transform Sensor のダイアログ ボックスを開きます。
対象のパラメーターが属するパラメーター グループのメニューを展開します。
例: [Angle] パラメーターの場合は、[Rotation]。
そのパラメーターのチェック ボックスを選択します。
ブロックに選択したパラメーターごとに 1 つの物理量信号端子が表示されます。各端子のラベルによって、端子が出力するパラメーターが示されます。
