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制作实物模型的阶段

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让我们以建立 RC 电路模型为例,来看看建立物理模型的各个阶段。RC 电路是由电阻和电容组成的电路。它们被广泛应用于信号滤波、脉冲发生、定时器等多种应用中。

选择和配置模块

为了建立模型,我们将使用*基础*/*电学*部分的*物理建模*库中的模块:

分节名称和图块名称 图块图标 建模对象

资料来源*DC Voltage Source

dc voltage source

理想的电压源

* 要素:Resistor

resistor

电阻器

* 元件:Capacitor

capacitor

电容器。

* 元件:Electrical Reference

electrical reference

接地。

* 传感器:*Current Sensor

current sensor

电流表。

* 传感器:*Voltage Sensor

voltage sensor

电压表

搜索程序块库或在画布上双击出现的搜索栏中输入程序块名称,即可找到所需的程序块。

要将图块添加到模型中,请使用鼠标左键将图块从*图块库*拖到画布上,按照所需的顺序排列,并按照实际电路中的连接方式进行连接:

building physmod model 1

一旦添加了模块,其参数将默认设置。要查看和更改程序块的参数,请用鼠标左键双击所需的程序块,或右键单击程序块并选择 参数

  • 对于直流电压源 DC Voltage SourceConstant voltage 参数设置为 "5 V"。

  • 电阻 Resistor 设置 Resistance 参数为 "100000 欧姆"。

  • 电容器 Capacitor 设置 Capacitance0.00001F

电流表 Current Sensor 和电压表 Voltage Sensor 的测量结果分别输出到 IV 端口。每个信号都可连接到 Basic/Receivers 库中的 Terminator 块,并可为每个信号线启用记录功能。

building physmod model 2

借助信号记录功能,您可以将所有仿真结果保存在工作区中。为此,您必须在仿真设置中启用信号记录功能,然后根据仿真结果在工作区中显示 simout 变量。通过该变量可以将仿真结果保存为 CSV 格式的文件。该变量只收集已启用信号记录功能的信号线的信息,如果您没有记录某一特定信号,其结果将不会计入变量 simout。有关保存仿真结果的更多信息,请参阅文章软件处理 Engee 中的模拟结果

有关在 Engee 中建立模型的更多信息,请访问模型制作

选择求解器

在运行模拟之前,必须在模型设置中选择适合物理建模的求解器。对于物理模型,建议使用隐式求解器,如 Rosenbrock23Rodas4RadauIIA5QNDFImplicitEulerTrapezoidTRBDF2KenCarp4。隐式求解器比显式求解器需要的时间步数更少。

一个物理模型可能由多个网络组成。每个物理网络由一个链接框图表示,需要有关求解器设置的信息。为此,块 Solver Configuration 必须连接到每个网络。在开始仿真之前,它可以设置模型所需的求解器参数。 每个拓扑结构不同的框图只要求一个 Solver Configuration 块与之相连。

在本例中,Solver Configuration 设置可保留为默认值。

building physmod model 3

选择求解器并设置模拟时间后,即可开始模拟。

模拟结果

让我们打开图形窗口,评估传感器得出的结果。结果显示,随着电容器的充电,电流呈指数式下降,而电容器的电压则呈上升趋势。

building physmod model 4

building physmod model 5

有关在 Engee 中使用图表的更多信息,请参阅图表