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3-D Multibody System Statistics

[3-D Multibody System] 統計は、Simscape™ Multibody™ ライブラリのブロックに関連付けられているすべての物理ネットワークから生成された集約統計を表します。

統計はトポロジ的に区別可能な物理ネットワークに従って別々に生成された後に、ツールによって単一統計として集約されます。

表示される統計は以下のとおりです。

  • Bodies (total, excluding ground) — 機械システムにあるボディの総数。この数は、2 種類のボディ (剛性コンポーネントと柔軟なボディ) の和と等しくなります。詳細については、これらの種類のボディの統計に関する説明を参照してください。

  • Rigidly connected components (excluding ground) — 機械システムにある剛性コンポーネントの数。剛性コンポーネントは、モデル内の剛体やラーメン構造のネットワークを表す、剛結合されたブロックのサブセットです。これらのサブセットには、Variable Mass サブライブラリや Rigid Transform ブロックなど、Body Elements ライブラリのブロックが含まれます。

    剛性コンポーネント内の剛結合には Rigid Transform ブロックを含めることができますが、Weld Joint ブロックを含めることはできません。Rigid Transform ブロックは同じ剛体コンポーネント内のブロック間を剛結合します。Weld Joint ブロックは、すべてのジョイント ブロックと同様に、異なる剛性コンポーネントにあるブロック間を接続します。

    この統計には、World Frame ブロックに剛結合されている剛性コンポーネントの数は含まれていません。

  • Flexible bodies — 機械システムにある柔軟なボディの数。これらは Flexible Bodies サブライブラリの個々のブロックに相当します。

    この統計では、柔軟なボディの個々のブロックを 1 とカウントします。たとえば、2 つの柔軟なボディのブロックが座標系ラインで直接接続されている場合は、2 つの異なる柔軟なボディとしてカウントされます。

    柔軟なボディは、剛性コンポーネント ブロックとは結合しません。たとえば、2 つの柔軟なボディのブロックが Rigid Transform ブロックを介して接続されている場合、この Rigid Transform ブロックは、2 つの異なる柔軟なボディに挟まれた剛性コンポーネントを構成します。

  • Joints (total) — 機械システムにあるジョイントの総数。この数は、3 種類のジョイント (明示的なツリー ジョイント、切断されたジョイントおよび暗黙的な 6-DOF ジョイント) の和になります。詳細については、これらの種類のジョイントの統計に関する説明を参照してください。

  • Explicit tree joints — 機械システムにある、明示的なジョイント ブロックに対応するジョイントの数。この数には、運動学的ループを開くために切断されたジョイントは含まれません。

  • Implicit 6-DOF tree joints — 機械システムにある、明示的なジョイント ブロックに対応しない 6-DOF ジョイントの数。Simscape Multibody は、接地体から切断されているシステムの部分ごとに、暗黙的な 6-DOF ジョイントを 1 つずつ追加します。このような暗黙的なジョイントは、運動学的ループを作成することはないため、切断されることもありません。

  • Cut joints — 閉じた運動学的ループをすべて開くために機械システムから切断されるジョイントの数。切断されたジョイントの数はシステム内の閉ループの数と等しくなります。

  • Constraints — 機械システム内の拘束の総数。この数には、明示的な拘束ブロックから発生する拘束要素と、ベルト-ケーブル ネットワークから生成される拘束要素が含まれます。切断されたジョイントから発生する拘束は含まれません。

  • Tree degrees of freedom (total) — 拘束方程式の適用前の、機械システム内の自由度の総数。この数は、切断されていないジョイントの自由度の総数とボディの自由度の総数の和と等しくなります。詳細については、[Tree joint degrees of freedom][Flexible body degrees of freedom] の統計の説明を参照してください。

  • Tree joint degrees of freedom — 機械システムにある切断されていないジョイントの自由度の数。この数は、切断されていないジョイントで与えられるすべての自由度の和と等しくなります。この数には、切断されたジョイントに関連する自由度は含まれません。

  • Flexible body degrees of freedom — 機械システムにあるボディの自由度の数。この数は、柔軟なボディで与えられるすべての自由度の和と等しくなります。剛性コンポーネントには自由度がないため、この統計には影響しません。

  • Position constraint equations (total) — 機械システムに対して位置の拘束を課すスカラー方程式の数。拘束方程式は、拘束、ジョイント、ベルト-ケーブルの 3 種類のブロックから生じます。ジョイント ブロックは、ジョイントが切断された場合にのみ拘束方程式に寄与します。切断されたジョイントが寄与する位置の拘束方程式の数は、6 からこのジョイントが提供する自由度を引いた数になります。

  • Position constraint equations (non-redundant) — モデルに関連する固有の位置拘束方程式の数。この数は、位置の拘束方程式の総数以下になります。これらの 2 つの数の差は冗長な位置の拘束方程式の数で、固有の位置拘束方程式が満たされる場合は冗長的な位置拘束方程式も満たされます。Simscape Multibody ではシミュレーションのパフォーマンスを改善するために、冗長な式を削除しようとします。

  • Mechanism degrees of freedom (minimum) — 機械システムの自由度の下限。(拘束されていない) 自由度の総数と非冗長な位置拘束方程式の数の差と等しくなります。Simscape Multibody で位置拘束方程式を検出できない場合、実際の自由度の数はこの下限を超えることもあります。

    一部の位置拘束方程式は特定の構成でのみ冗長になります。シミュレーション中に方程式が冗長になる場合、モデルの実際の自由度の数は変化することがあります。ただし、この場合でも、自由度の数はこの統計で与えられる下限以上でなければなりません。

  • State vector size — 機械システムの状態ベクトルのスカラー値の数。

  • Average number of degrees of freedom in kinematic loops — 機械システムの閉じた運動学的ループ内の自由度の平均数。平均数は、システム内のすべてのループから計算されます。システムに運動学的ループがない場合は、この数はゼロになります。

参考