1 首先创建一个Simscape Multibody 模型
(方法见 【Simscape】用Simscape实现三维物理仿真(一)——创建一个自由落体小球)
2 创建四个Solid模块
(1)摆杆
- Shape : Brick
- Dimensions : [0.1 0.05 1] m
(2)摆杆轴
- Shape : Cylinder
- Radius : 0.02 m
- Length : 0.2 m
(3)滑块导轨
- 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)滑块
- Shape : Brick
- Dimensions : [2 12 20] cm
3 建立合适的坐标系
首先,我们设计的单摆系统世界坐标系如下图:
因此按照此坐标系修改各组件之间的参考坐标,并按下图连接:
其中需要注意的几点:
(1)滑块与导轨之间是一个单自由度滑动连接,根据世界坐标系,可滑动轴在Y轴方向,我们选择的三自由度滑动模块必须限制X和Z轴 。具体修改方式如下
(2)当某些solid机构坐标系与关节限定的轴不一致时(比如单轴转动附,转轴必须为Z轴),可用通过修改Solid机构的坐标系实现坐标系旋转变换。
(3)为了运行仿真开始时单摆可以摆动,需要使单摆初始重心位置不在稳态处 ,通过修改转动副的初始角度即可。
4 运行,大功告成!
下一章,我将将此系统改造为一阶倒立摆系统,使用PID进行控制
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