1Dモデリング & システムシミュレーション入門
Altair Employee1Dモデリング & システムシミュレーション入門を開催します。
本シリーズでは、アーム機構の回転制御を例題として、Activateの基本操作および、Signalモデリング、Modelicaモデリング、連成シミュレーション、最適化方法を学びます。
対象のモデルはDCモータに接続されたアームを制御するものとし、シグナルブロックの制御モデル、Modelicaブロックの電気回路モデルおよびMotionSolveの機構解析を用いたアームもモデルが含まれますので、これらの接続方法を習得できます。また、Activateの最適化ブロックやHyperStudyとの連携による最適化手法も紹介します。小分けに解説動画およびモデルを配布していきますので、是非ご利用ください。
モデルは返信欄の2021.1にアップデートしたモデルをご利用ください。
使用製品：Altair Activate、Altair MotionSolve/MotionView
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Answers
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第1回です。
Signalブロックでロータ部をモデル化します。
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第2回です。
Signalブロックで電気回路部をモデル化し、先のロータモデルと結合して、DCモータのモデルを作成します。
また、パラメータ定義の方法を説明します。
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第3回です。
先に作成したDCモータモデルをスーパーブロック化します。
DCモータモデルで1ブロックのように取り扱うことができます。
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第4回です。
今回は角度制御のためのコントローラをモデル化します。
目標値と現在値との偏差に比例した電圧、偏差の積分、微分値に比例した電圧を入力するPID制御コントローラをSignalブロックを用いて作成します。
また、スーパーブロックのマスク機能を紹介します。マスク処理を行いますと、スーパーブロックの中が見れなくなり、パラメータのみ表示されるようになります。
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第5回です。
第3回で作成したDCモータのプラントモデルと第4回で作成したPIDコントローラモデルを組み合わせて、DCモータの角度を制御するシミュレーションを行います。
マルチウィンドウ機能を用いて、他のモデルから簡単にブロックをコピーしてモデルを作成することができます。
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第6回です。
今回はModelicaのブロックを使用した演習です。これまでにSingalブロックでモデル化したDCモータのモデルをModelicaブロックでモデル化し直します。
Singalブロックでモデル化する場合は、微分方程式を立て、それをもとに、積分ブロック等を用いてモデル化しましたが、Modelicaブロックを用いる場合は、微分方程式を立てる必要はなく、実際のモデルイメージどおりに作成することができます。
また、最後に、SingalブロックのDCモータ、ModelicaブロックのDCモータ両者の結果が一致することを確認します。
Modelicaブロックを使用するには下記の記事もご参照ください。
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第7回です。
これまで、DCモータをSignalブロック、Modelicaブロックでモデル化してきましたが、今回は、DCモータの機械部であるロータを機構解析ソルバのMotionSolveで再作成します。
再作成するメリットとしては、
・アニメーションが見られる
・複雑な機械モデルのモデル化が容易
である点があげられます。
是非、MotionSolveもあわせてご利用ください。
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第8回です。
前回作成したMotionSolveのロータモデルにCo-Simulation用のインターフェースを追加します。
入力としてトルク、出力として、角度、角速度を設定します。
これにより、Activateで計算したトルクによって、MotionSolveのロータを動かすことができます。また、MotionSolveで計算した角度、角速度をActivateの計算に用いることができます。
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第9回です。
前回作成したCo-Simulation用のインターフェース定義がされたMotionSolveのロータモデルをActivateに取り込み、動作を確認します。
今回は、Activate側から単純なステップ入力でトルクを負荷し、MotionSolveのモデルが動作することを確認します。また、Activate側からMotionSolveで計算された角度、角速度を確認します。
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第10回です。
第6回で作成したModelicaのDCモータを修正し、ロータ部をMotionSolveのロータに置き換えます。
これにより、Signalブロックで作成した制御モデル、Modelicaブロックで作成した電気回路モデル、MotionSolveでモデル化したロータモデルの連成シミュレーションが可能となります。電気で動くメカにはすべて応用可能なモデルですので、是非接続方法を習得してください。
本スレッドはこれで終了とします。おつかれさまでした。
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