Simscape物理信号：为什么存在？

Question

与正常的simulink信号相比，simscape物理信号的附加值是多少？据我所知，从功能的角度来看，两种类型的信号之间没有区别：我可以为两种类型添加单位，它们都有流向，并且它们都有类似的功能块，如添加，减少。 ..仅对于物理信号，可用的块类型非常有限。为什么matlab人员不使用普通的simulink线而不是物理信号？

Answer 1

与Simulink信号不同，物理信号具有与之相关的单位。这意味着它们遵循许多规则，例如确保使用正确的单位（例如，您无法添加kg和m/s）。来自documentation：

  

使用物理信号端口

     

以下规则适用于物理信号端口：

     

  

• 您可以使用常规连接线将物理信号端口连接到其他物理信号端口，类似于Simulink信号   连接。这些连接线之间传输物理信号   Simscape阻止。

  

• 您可以通过特殊转换器块将物理信号端口连接到Simulink端口。使用Simulink-PS转换器块   将Simulink输出连接到物理信号输入。使用   PS-Simulink转换器模块将物理信号输出连接到   Simulink inports。

  

• 物理信号可以包含与之关联的单位。 Simscape块对话框允许您指定单位以及参数   价值，适当时。使用转换器块关联单元   输入信号并指定所需的输出信号单位。

  

Simscape中的任何传感器块（在任何物理域中）都将输出物理信号。然后，您可以将其转换为正常的Simulink，以便为控制器提供信息。同样，Simscape中的任何源块（在任何物理域中）都将采用物理信号作为输入。

Answer 2

我建议您阅读Simscape product page

特别是

  

Simscape组件代表物理元素，例如泵，电机和运算放大器。模型中连接这些组件的线对应于传输电源的实际系统中的物理连接。

伴随该描述的是下图，其中显示了Simscape模型如何比使用标准信号的模型更直观。这意味着模型对于可能没有comp-sci背景的工程师来说更易于维护和清晰。

让我们深入研究一下"physical connection"的含义。

   [Simscape]采用物理网络方法，该方法不同于标准的Simulink建模方法，特别适用于模拟由真实物理组件组成的系统。   
[...]
  每个系统都由功能元素组成，这些功能元素通过端口交换能量相互影响。

您在问题中说明这两种方法都有流向。这是错的！

Simscape模块试图平衡入口和出口之间的能量。例如，流体系统中的固定孔口可在一侧具有高压。 Simscape将尝试解决每次迭代的压力平衡。如果不是Simscape，你需要一些自定义的Simulink子系统来实现这一目标。

Answer 3

  

与普通simulink信号相比，simscape物理信号的附加值是多少？

您认为Simscape物理信号提供了什么？是一个数字吗？ 您如何解决仅具有位置的质量弹簧阻尼器系统？这是位置，速度和加速度。

  

我可以为两种类型添加单位

不，你不能。您可以在Simulink中放入所需的任何内容。您无需选择与Simscape中的物理信号有关的任何内容。您可以在 blocks 中指定信号连接的单位，但是您不必选择管道本身所承载的东西。

  

它们都有流动的方向

不，他们没有。你的头和躯干相连。这没有方向性。他们只是连接。物理信号同样仅表示（事物）物理连接。同样，质量弹簧阻尼器系统：如果阻尼器指向质量块，弹簧指向质量块，那么阻尼器是否有可能影响弹簧？ 是的，当然。阻尼器会影响弹簧，因为阻尼器会影响质量，质量会影响弹簧。

弹簧影响质量，质量影响弹簧。信号是双向的。您将信号方向性与运动链相混淆。

  

它们都有类似的功能块，例如加，减

如果您正在以每小时30英里的速度行驶的火车，并且以每小时3英里的速度向前行驶，那么相对于世界框架，您走多快？如果您向后走怎么办？添加和减去物理信号具有物理意义。

  

[对于]物理信号，[功能块]的可用类型非常有限

您以为他们失踪是什么？您还可以提供该功能块的物理含义的描述吗？

  

为什么Matlab伙计们不只是使用普通的Simulink线路而不是物理信号？

因为它们不相同。最大的一点可能是Simscape是信号+导数+二阶导数，但是它们在概念上又有所不同。 Simulink是一种编写代码的简便方法-执行此步骤，沿箭头移动，执行下一步等。Simscape是物理系统的图形表示。物理信号线仅显示事物已连接。该系统同时解决。