5. SIMULINK 1. Model
5.1.3. Merancang Model Nonlinear Dengan Simscape Building The Nonlinear Model With Simscape
5.1.3. Merancang Model Nonlinear Dengan Simscape
dimensi) sehubungan dengan pusat gravitasinya (CG). Gambar berikut menunjukkan kemungkinan definisi dari cart body.
- Masukkan blok Body kedua untuk mewakili pendulum. Klik dua kali pada blok dan atur Massa: menjadi "0.2" dengan satuan kg. Karena pendulum hanya dapat berputar pada sumbu z, kelembaman yang terkait dengan arah prinsip itu adalah satu-satunya yang perlu ditentukan. Untuk mempermudah, tentukan Inersia: sama dengan "0,006*eye(3)" dengan satuan kg.m2. Karena memodelkan bandul sebagai benda tegar yang memiliki ukuran sekaligus massa, maka benda tersebut dapat berputar dan penting untuk menentukan lokasi penempelan pendulum pada gerobak dan CG-nya dengan benar. Secara khusus, tentukan titik lampiran CS1 untuk memiliki posisi "[0 0 0]" dan asal yang Berdampingan dan tentukan CG berjarak 0,3 meter dari lampiran CS1 (sebagaimana didefinisikan di atas).
Tentukan juga keempat sudut bandul. Pastikan untuk menunjukkan port yang menentukan titik lampiran. Di bawah tab Visualisasi, Anda juga dapat mengubah warna pendulum agar menonjol dari cart.
- Selanjutnya tambahkan blok Revolute dari Simscape/Multibody/First Generation(1G)/Jjoints library untuk menentukan sambungan yang menghubungkan pendulum ke cart. Secara default, sambungan akan didefinisikan untuk berputar di sekitar sumbu z yang cocok dengan situasi yang dimodelkan. Hubungkan blok Body yang sesuai dengan cart ke port dasar (B) dari sambungan dan blok Tubuh yang sesuai dengan pendulum ke port pengikut (F) dari sambungan. Klik dua kali pada blok Revolute dan atur Jumlah port sensor / aktuator: ke "2".
- Kemudian tambahkan blok Joint Initial Condition dan blok Joint Sensor dari Simscape/Multibody/First Generation(1G)/Sensors & Actuators library dan hubungkan blok-blok ini ke blok Revolute. Klik dua kali pada blok Kondisi Awal Bersama dan centang kotak Aktifkan. Dapat menggunakan nilai default untuk posisi awal dan kecepatan sambungan. Menggunakan posisi awal 0 derajat sesuai dengan pendulum yang diarahkan secara vertikal ke atas berdasarkan definisi badan pendulum di atas. Ini tidak konsisten dengan definisi asli θ, tetapi akan membuat hasil respons konsisten dengan yang dihasilkan dari model linier di halaman lain dari contoh ini. Selanjutnya klik dua kali pada blok Sensor Bersama dan ubah satuan pada pengukuran Sudut menjadi rad. Posisi sudut adalah satu- satunya pengukuran yang diperlukan untuk sambungan ini, kotak lainnya mungkin tidak dicentang.
- Tambahkan dua blok Prismatik dari Simscape/Multibody/First Generation(1G)/Joints library untuk menentukan derajat kebebasan translasi cart dan penerapan gaya ke cart.
Karena cart secara teknis adalah massa titik, hanya membutuhkan satu balok Prismatik, tetapi dengan menggunakan dua balok, dapat menerapkan gaya di lokasi yang berbeda.
Klik dua kali pada setiap blok Prismatik dan ubah Sumbu Aksi menjadi "[1 0 0]" untuk mencerminkan fakta bahwa kedua gaya bekerja dalam arah x. Kemudian hubungkan port pengikut (F) dari setiap blok ke port untuk gaya yang diterapkan (CS1) dan gaya gesekan (CS2) pada blok Body yang mewakili cart.
- Selanjutnya tambahkan dua blok Ground dari Simscape/Multibody/First Generation(1G)/Bodies library untuk menentukan dasar gerakan gerobak. Secara khusus, hubungkan output dari setiap blok arde ke port dasar (B) dari setiap blok Prismatik.
- Untuk salah satu blok Ground yang baru saja dibuat, klik dua kali pada blok tersebut dan centang kotak Show Machine Environment port. Kemudian tambahkan blok Lingkungan Mesin dari Simscape/Multibody/First Generation(1G)/Bodies library dan hubungkan ke blok Ground yang baru saja ditambahkan portnya. Blok Lingkungan Mesin memungkinkan kita untuk menentukan gaya gravitasi dalam simulasi. Dalam hal ini arah default (arah y negatif) dan besaran ("9,81") untuk satuan m/s2 sudah benar. Blok ini juga memungkinkan untuk menentukan parameter untuk visualisasi dan pemecah numerik. Parameter default baik-baik saja untuk contoh ini.
- Selanjutnya tambahkan dua blok Joint Actuator dan satu blok Joint Sensor dari Simscape/Multibody/First Generation(1G)/Sensors & Actuators library. Blok Aktuator Gabungan akan digunakan untuk menghasilkan gaya yang diterapkan eksternal dan gaya gesekan, sedangkan blok Sensor Gabungan akan merasakan gerakan cart. Perhatikan, ada juga blok Gesekan Translasi yang tersedia, tetapi akan menghitung sendiri gaya gesekan karena hanya menggunakan model viskos sederhana. Klik dua kali pada salah satu blok Prismatik dan atur Jumlah port sensor / aktuator: ke "1" (untuk aktuator gaya). Untuk blok Prismatik lainnya, atur Jumlah port sensor / aktuator: ke "2" (satu untuk aktuator gaya dan satu untuk sensor cart). Kemudian hubungkan blok Joint Actuator dan Joint Sensor seperti yang dijelaskan. Nilai default untuk blok Joint Actuator cukup untuk kasus ini, tetapi harus mengubah blok Joint Sensor ke posisi dan kecepatan keluaran karena kecepatan diperlukan untuk menghitung gaya gesekan. Klik dua kali pada blok Sensor Bersama dan centang
kotak untuk Kecepatan sambil membiarkan kotak untuk Posisi dicentang. Unit metrik default tidak perlu diubah. Hapus juga centang pada kotak Output selected parameter as one signal.
- Tambahkan blok Gain dari Simulink/Math Operations library untuk mewakili koefisien gesekan viskos b. Atur Penguatan ke "0.1" seperti yang didefinisikan di bagian atas halaman ini dan hubungkan input ke output kecepatan blok Sensor Gabungan untuk cart dan hubungkan output penguatan ke Aktuator Gabungan untuk gaya gesekan.
- Selanjutnya, tambahkan dua blok Out1 dan satu blok In1 dari Simulink/Ports &
Subsystems library. Hubungkan blok Out1 ke output blok Joint Sensor yang tersisa dan blok In1 ke input Joint Actuator yang tersisa.
- Terakhir, sambungkan dan beri label komponen seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut. Dapat memutar balok dengan cara yang mirip dengan cara membalik balok, yaitu dengan mengklik kanan balok lalu memilih Putar Blok dari menu Putar & Balik.
Dapat menyimpan model ini sebagai blok subsistem tunggal seperti yang dijelaskan di bagian sebelumnya. Dapat mengubah warna subsistem dengan mengklik kanan pada blok dan memilih Warna Latar dari menu yang dihasilkan. Dapat mengunduh file model lengkap dengan mengklik
kanan di sini, tetapi perhatikan bahwa jika memerlukan tambahan Simscape ke Simulink untuk menjalankan file.