Документация Engee
Notebook

Модель масса-пружина-демпфер с системой управления

Открыть пример в Engee

В данном примере показано моделирование системы масса-пружина-демпфер с системой управления. В модели регулируется усилие, прилагаемое к массе, чтобы её положение соответствовало сигналу задатчика. Начальная скорость массы составляет 10 метров в секунду. Система управления определяет усилие, прилагаемое источником силы, чтобы движение системы соответствовало ступенчатым изменениям входного сигнала.

Схема модели:

mass_spring_damper_control_1734001884047.png

Определение функции для загрузки и запуска модели:

In [ ]: 
function start_model_engee()
    try
        engee.close("mass_spring_damper_control", force=true) # закрытие модели 
        catch err # в случае, если нет модели, которую нужно закрыть и engee.close() не выполняется, то будет выполнена её загрузка после catch
            m = engee.load("$(@__DIR__)/mass_spring_damper_control.engee") # загрузка модели
        end;

    try
        engee.run(m) # запуск модели
        catch err # в случае, если модель не загружена и engee.run() не выполняется, то будут выполнены две нижние строки после catch
            m = engee.load("$(@__DIR__)/mass_spring_damper_control.engee") # загрузка модели
            engee.run(m) # запуск модели
        end
end
Out[0]:
start_model_engee (generic function with 1 method)

Запуск модели:

In [ ]: 
try
    start_model_engee() # запуск симуляции с помощью специальной функции, реализованной выше
    catch err
    end;

Вывод результатов моделирования из переменной simout:

In [ ]: 
res = collect(simout)
Out[0]:
22-element Vector{WorkspaceArray}:
 WorkspaceArray("Translational Spring.rod_flange.F")
 WorkspaceArray("Translational Damper.case_flange.v")
 WorkspaceArray("Translational Spring.F")
 WorkspaceArray("Translational Damper.case_flange.F")
 WorkspaceArray("Translational Spring.delta_v")
 WorkspaceArray("Ideal Force Source.F_in.u")
 WorkspaceArray("Translational Spring.delta_p")
 WorkspaceArray("Ideal Force Source.delta_v")
 WorkspaceArray("Ideal Force Source.rod_flange.v")
 WorkspaceArray("Translational Damper.delta_v")
 WorkspaceArray("Ideal Force Source.rod_flange.F")
 WorkspaceArray("Ideal Force Source.case_flange.F")
 WorkspaceArray("Translational Damper.rod_flange.F")
 WorkspaceArray("Translational Damper.power_dissipated")
 WorkspaceArray("Translational Damper.rod_flange.v")
 WorkspaceArray("Translational Spring.case_flange.v")
 WorkspaceArray("Translational Damper.F")
 WorkspaceArray("mass_spring_damper_control/Ideal Translational Motion Sensor.2")
 WorkspaceArray("Ideal Force Source.case_flange.v")
 WorkspaceArray("Translational Spring.rod_flange.v")
 WorkspaceArray("Translational Spring.case_flange.F")
 WorkspaceArray("Ideal Force Source.F")

Запись результатов в переменные:

In [ ]: 
Force_Source = collect(res[22])
Damper_F = collect(res[17])
Spring_F = collect(res[3])
P = collect(res[18]); # Перемещение массы

Результаты симуляции:

In [ ]: 
using Plots
plot(P[:,1], P[:,2], linewidth=3, xlabel= "Время, с", ylabel= "Перемещение, м", legend=:bottomright, title="Перемещение груза")
Out[0]:
In [ ]: 
plot(Force_Source[:,1], Force_Source[:,2], linewidth=3, xlabel= "Время, с", ylabel= "Сила, Н", legend=:bottomright, label="Внешнее усилие")
plot!(Spring_F[:,1], Spring_F[:,2], linewidth=3, label="Пружина")
plot!(Damper_F[:,1], Damper_F[:,2], linewidth=3, label="Демпфер", title="Силы, действующие на груз")
Out[0]:

Блоки, использованные в примере