物理モデリング

Simscape™ ソフトウェアを使用した物理システムのモデル化

Simulink^® 環境で物理システムをモデル化するには、Simscape ソフトウェアの使用を検討してください。

Simscapeは、機械、電気、油圧、その他の物理領域を、物理ネットワークとしてカバーするシステムをモデル化するツールによって Simulink を拡張します。このソフトウェアはこれらのドメインの基本ブロックを提供し、これを使用してカスタムコンポーネントのモデルを作成することができます。MATLAB^® ベースの Simscape 言語により、物理モデリングのコンポーネント、ドメイン、ライブラリのテキストベースの記述が可能になります。

トピック

物理ネットワークのモデル化の基本原則 (Simscape)
物理ネットワークアプローチ、スルー変数とアクロス変数、および物理接続の背景となる概念を説明します。
物理モデル作成の基本的な手順 (Simscape)
この例には、単純な物理モデルの作成およびシミュレーションのための基本的ワークフローと詳細説明が含まれています。
基本的な物理モデリング手法 (Simscape)
物理モデリングのルールと手法の概要。
ベストプラクティスモデリング (Simscape)
数値シミュレーションの問題を回避するためにモデルアーキテクチャでベストプラクティスを利用する方法。

注目の例

Simulink と Simscape でのダブルマス-バネ-ダンパー

この例では、ダブルマス-バネ-ダンパーの 2 つのモデルを説明します。1 つは Simulink® 入出力ブロックを使用したもので、もう 1 つは Simscape™ 物理ネットワークを使用したものです。

永久磁石 DC モーター

このモデルは Faulhaber Series 0615 DC マイクロモーターに基づいています。パラメーターの値は、このモーターの 1.5 V バリアントに一致するように設定されています。このモデルでは、メーカーの見積もりによる無負荷速度、無負荷電流および停動トルクを検証するためにこれらのパラメーターを使用します。

カスタムコンポーネントをもつブレイトンサイクル (ガスタービン)

この例では、ブレイトンサイクルに基づくガスタービンの補助動力装置 (APU) をモデル化します。Compressor ブロックと Turbine ブロックは、Simscape™ Foundation Gas ライブラリに基づいたカスタムコンポーネントです。システムへの動力入力は燃焼器への熱注入によって表され、実際の燃焼化学はモデル化されません。タービンからの動力がコンプレッサーを駆動するように、単一のシャフトでコンプレッサーとタービンが連結されています。APU は、排気流をさらに膨張させて出力動力を生成するフリータービンです。

二相流体の冷却

この例では、二相流体コンポーネントを使用して、蒸気圧縮冷却サイクルをモデル化します。コンプレッサーは、冷媒 R-134a を、凝縮器、膨張弁、蒸発器の順に通します。コンプレッサーを出る高温の気体は、環境との熱交換によって凝縮器の中で凝縮されます。冷媒が膨張弁を通ると、圧力が低下します。圧力の低下により、冷媒の飽和温度が下がります。これにより、冷媒は冷却器のコンパートメントから熱を吸収し、それに伴い蒸発器内で沸騰します。その後、冷媒はコンプレッサーに戻り、冷却サイクルが繰り返されます。コントローラーはコンプレッサーのオンとオフを切り替え、冷却器のコンパートメントを希望の温度の範囲内に維持します。