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Pasos esenciales para construir un modelo físico

Visión general del flujo de trabajo

La tabla enumera los principales pasos esenciales para crear y simular un modelo físico, junto con temas de documentación relacionados que proporcionan información general sobre cada paso. A continuación, figuran las descripciones detalladas de los pasos.

La figura ilustra los pasos principales del flujo de trabajo como se aplican al modelo de ejemplo Sistema modelo de masa-resorte-amortiguador con controlador. Las siguientes descripciones de los pasos incluyen instrucciones detalladas sobre cómo crear este modelo.

Paso 1: Crear un modelo nuevo usando ssc_new

El uso de ssc_new es la mejor manera de comenzar a crear modelos de Simscape™. Ayuda a garantizar que se usa la configuración predeterminada recomendada en el modelo. Cuando se usa ssc_new, automáticamente:

  • Se crea un nuevo modelo de Simscape con los bloques necesarios más utilizados, disponibles en el área de diseño del modelo

  • Se selecciona la configuración recomendada del solver y de la tolerancia

  • Se activa el registro de datos para el modelo entero

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Paso 2: Construir una red física

Para modelar el sistema, añada bloques de las bibliotecas de Simscape a un modelo y, luego, conéctelos a una red física. Las líneas que conectan los bloques en el esquema que ha creado representan las conexiones físicas que existen entre los componentes en un sistema real que está modelando. Es decir, los diagramas de Simscape imitan el diseño del sistema físico.

Cuando se construye la red, es importante incluir bloques de referencia específicos del dominio, como Electrical Reference, Mechanical Translational Reference, etc. En función del dominio, estos bloques representan la conexión a tierra, a una estructura o a la atmósfera. Para obtener más información, consulte Grounding Rules.

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Paso 3: Ajustar objetivos de parámetros y variables de bloques

Los bloques de Simscape representan componentes genéricos que tienen valores iniciales predeterminados para los parámetros y variables de bloques. Puede ajustar estos valores para usarlos en su aplicación o para que coincidan con la ficha técnica del fabricante.

Para ver y modificar los objetivos de inicialización y valores de parámetros de las variables de un bloque, haga doble clic en el bloque para que se abra el cuadro de diálogo. Utilice la pestaña Settings.

Para la mayoría de los bloques de Simscape, el cuadro de diálogo del bloque contiene la misma información y tiene el mismo diseño que el bloque Property Inspector. De forma predeterminada, cuando se cambia un valor en Property Inspector, se aplica inmediatamente el valor nuevo. Para un mejor control, se recomienda desactivar la casilla Auto Apply situada en la esquina superior derecha del cuadro de diálogo para activar los botones Reset y Apply. Esto resulta especialmente útil cuando se trabaja con bloques complejos, donde se cambian varios parámetros a la vez. Cambie los valores del parámetro para que coincidan con la ficha técnica del fabricante, revise el conjunto entero y, luego, haga clic en Apply. La desactivación de la casilla Auto Apply persiste durante toda la sesión de MATLAB.

Para ver la descripción de un bloque, haga clic en la pestaña Description en el cuadro de diálogo del bloque. Esta pestaña también contiene el enlace Source code. Haga clic en este enlace para abrir el archivo de fuente de Simscape de este bloque en el editor de MATLAB.

Si un bloque no tiene objetivos de parámetros o variables que se puedan establecer, el cuadro de diálogo no tiene una pestaña Settings, solo una pestaña Description.

Para ver la documentación de un bloque, haga clic en el botón del signo de interrogación Question mark situado en la esquina superior derecha del cuadro de diálogo del bloque.

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Paso 4: Añadir fuentes

Puede impulsar modelos de Simscape usando señales de entrada. Esta técnica permite representar efectos físicos, como fuerzas, tensiones o presiones, que actúan sobre el sistema. También puede especificar otras cantidades que fluyen a través del sistema, como corriente, caudal másico y flujo de calor. Puede añadir conexiones de entrada de señales a la red física utilizando bloques de fuente de Simscape.

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Paso 5: Añadir sensores

Puede medir las cantidades de su red física y utilizarlas en otras partes del modelo. Algunos usos habituales de estas cantidades incluyen feedback para un algoritmo de control, el modelado de componentes físicos cuyo comportamiento depende de otras magnitudes físicas (como una resistencia dependiente de la temperatura) o simplemente la visualización de los resultados durante la simulación.

Puede medir cantidades usando bloques de sensor, conectados en serie o en paralelo en función del valor medido. Para medir una cantidad definida por una variable Through (como corriente, caudal, fuerza), conecte el sensor en serie. Para medir una cantidad definida por una variable Across (como tensión, presión, velocidad), conecte el sensor en paralelo. Para obtener más información sobre las variables Through y Across, consulte Variable Types.

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Paso 6: Conectarse a Simulink con bloques de interfaz

Las ecuaciones de una red de Simscape se resuelven simultáneamente, mientras que los bloques de Simulink se evalúan secuencialmente. Los bloques de interfaz, como Simulink-PS Converter y PS-Simulink Converter, gestionan el límite entre estas dos convenciones de modelado. Se necesitan bloques de interfaz cuando las señales de Simulink especifican cantidades en una red de Simscape o cuando se pasan cantidades de Simscape a Simulink para el diseño de control u otros fines. Cada vez que conecta un bloque de Simulink a una red física de Simscape, debe usar un bloque de conversión adecuado.

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Paso 7: Simular un modelo

Puede ejecutar simulaciones haciendo clic en el botón Run en la barra de herramientas de Simulink (en la parte superior de la ventana del modelo) o en una barra de herramientas de Scope Viewer. El solver de Simscape evalúa el modelo, calcula las condiciones iniciales y ejecuta la simulación. Para una descripción detallada de este proceso, consulte How Simscape Simulation Works. El mensaje que aparece en la esquina inferior izquierda de la ventana del modelo indica la actualización del estado.

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Paso 8: Ver los resultados de la simulación

Results Explorer de Simscape permite ver y analizar los datos de la simulación utilizando la funcionalidad del registro de datos. Por ejemplo, puede comparar las ejecuciones de dos simulaciones para analizar cómo afecta cambiar la masa a la deformación del muelle.

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