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利用基本模块和物理建模模块进行电磁铁建模

本例展示了一个带有回位弹簧的螺线管。螺线管建模为电感,其值 L 取决于活塞位置 x。时变电感的反 EMF 定义为

$$v=L{di\over dt}+i{dL\over dt}\quad\quad\quad(1)$$

因为 L 取决于 x:

$$v=L{di\over dt}+i{dL\over dx}{dx\over dt}\quad\quad(2)$$

${dL\over dx}$ 可以利用制造商提供的数据和比率计算得出:

$$force = 0.5*i^2{dL\over dx}\quad(3)$$

然后对${dL\over dx}$ 进行积分,就可以得到 L 与 x 的函数关系。

在模型中,方程 (2) 经过重新计算以求解 i,然后通过物理块来实现。然后,受控电流源通过将其等同于 i 来限制电流的大小。

模型示意图:

solenoid_1734682534158.png

模拟结果

螺线管电流随时间变化的值 A:

newplot_46.png

螺线管随时间产生的力值(牛顿):

newplot_45.png