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玩转Matlab-Simscape（初级）- 07 - 基于Solidworks、Matlab Simulink、COMSOL的协同仿真（理论部分3）

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前言

学完《玩转Matlab-Simscape（初级）》系列博客的前三节 ，我发现应用Maltab simscape对多体进行仿真时，如果要研究一个刚体系统的动力学的行为，在Matlab Simscape中还是相对好处理的，但如果3D模型再复杂些，研究的结构中个别组件为柔性体（即对一个复杂刚柔耦合系统的控制进行仿真），或者想要了解系统组件中某个特殊位置的状态，在Matlab Simscape中进行分析，现阶段对我来说貌似有些困难，所以，今天我跳转介绍下COMSOL Multiphysics with Simulink。
该部分主要想解决后续可能遇到的复杂3D刚柔耦合控制系统的仿真问题。
本文通篇概述基于Solidworks、Matlab Simulink、COMSOL进行协同仿真的理论基础部分。
欢迎各位小伙伴关注、赞赞、留言和收藏。
（Matlab的这种刚柔耦合控制仿真分析模块我还没学习到，待掌握了解后跟此文方法会做个对比研究。😄）

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一、 COMSOL Multiphysics with Simulink编程参考

1. 使用COMSOL API添加Simulink导出节点

• 要使用COMSOL API向COMSOL模型添加Simulink导出特征节点，在Matlab命令窗中需输入以下命令:

model.externalInterface.create(<simtag>, "SimulinkCosimulation")

其中是用于设置特征节点的标记字符串。

• 要设置协同仿真文件名，在Matlab命令窗中需输入以下命令:

model.externalInterface(<simtag>).set("filename", <filename>)

其中是定义文件名称的字符串。

• 要导出协同仿真文件类型，在Matlab命令窗中需输入以下命令:

model.externalInterface(<simtag>).run()

2. 设置“输入”参数

对于协同仿真文件中的每个输入，需要指定一个名称和一个初始值。且 “输入”只能从全局参数列表中选择。

• 要创建一个输入，命令:

model.externalInterface(<simtag>).setIndex("inputname", <name>, idx)

其中 < name > 是定义作为输入使用的参数名称的字符串，idx是定义输入编号的整数。
**注：**不要将几何或网格设置定义为输入的参数。

• 要设置一个输入的初始值，命令:

model.externalInterface(<simtag>).setIndex("inputvalue", value, idx)

其中value为协同仿真所需输入的初始值。

• 要删除一个输入，命令:

model.externalInterface(<simtag>).remove("inputname", idx)
model.externalInterface(<simtag>).remove("inputunit", idx)
model.externalInterface(<simtag>).remove("inputvalue", idx)

其中idx是要删除的输入的索引

• 输入的序号对应于Simulink中COMSOL Cosimulation块中输入端口的顺序，要改变输入的顺序，命令：

model.externalInterface(<simtag>).move("inputname", new int [] {idx}, relativeChange)
model.externalInterface(<simtag>).move("inputunit", new int [] {idx}, relativeChange)
model.externalInterface(<simtag>).move("inputvalue", new int [] {idx}, relativeChange)

其中idx是要移动的输入的索引，relativeChange是一个对应于相对位置变化的整数(向上变化为负，向下变化为正)。

3. 设置块参数

对于cosimulation文件中的每个块参数，你需要指定一个名称和一个初始值。注意，块参数只能从全局参数列表中选择。一个参数既可以作为块参数，也可以作为输入。

• 要创建一个块参数，命令:

model.externalInterface(<simtag>).setIndex("blockname", <name>, idx)

其中< name >为字符串，定义用作块参数的参数名称，idx为整数。

• 要设置块参数的值，命令:

model.externalInterface(<simtag>).setIndex("blockvalue", value, idx)

• 要删除一个块参数，命令:

model.externalInterface(<simtag>).remove("blockname", idx)
model.externalInterface(<simtag>).remove("blockunit", idx)
model.externalInterface(<simtag>).remove("blockvalue", idx)

其中idx是要删除的块参数的索引。

4. 设置输出参数

要导出用于联合仿真的文件，您需要指定至少一个输出。输出可以用任何具有全局作用域的表达式来定义。

• 要创建输出，命令:

model.externalInterface(<simtag>).setIndex("outputexpr", <expr>, idx)

其中< expr >是定义输出表达式的字符串，idx是索引位置。

• 要设置输出名称，命令:

model.externalInterface(<simtag>).setIndex("outputdescr", <descr>, idx)

其中< descr >是一个字符串，它将输出名称设置在位置idx。

• 要删除一个输出，命令:

model.externalInterface(<simtag>).remove("outputexpr", new int [] {idx})
model.externalInterface(<simtag>).remove("outputdescr", idx)

其中idx是要删除的输出的索引。

• 输出的索引对应于Simulink中COMSOL Cosimulation块中输出端口的顺序。要更改它们的顺序，命令:

model.externalInterface(<simtag>).move("outputexpr", new int [] {idx}, relativeChange)
model.externalInterface(<simtag>).move("outputputunit", new int [] {idx}, relativeChange)
model.externalInterface(<simtag>).move("outputdescr", new int [] {idx}, relativeChange)

其中idx是要移动的输出的索引，relativeChange是一个对应于相对位置变化的整数(向上变化为负，向下变化为正)。

5. 设置研究

• 要设置在cosimulation中运行研究，命令:

model.externalInterface(<simtag>).set("study", <stdtag>)

其中< stdtag >是定义研究标签的字符串。
注：只用于包含单个研究步的研究(稳态或瞬态)

• 对于瞬态研究，可以指定如何存储解。若仅在通信点存储解，命令:

model.externalInterface(<simtag>).set("storeacctostep", false)

• 若在研究定义的步中包含解，命令：

model.externalInterface(<simtag>).set("storeacctostep", true)

• 要仅存储通信步结束时的解，命令:

model.externalInterface(<simtag>).set("store", "end")

• 要存储在通信步的开始和结束处的解，命令:

model.externalInterface(<simtag>).set("store", "both")

6. 设置依赖项

当选定的研究类型为瞬态研究时，可能希望指定输出和输入之间的依赖关系。

• 要设置依赖关系，命令:

model.externalInterface(<simtag>).set("dependencies", idxIn, idxOut)

其中idxIn是输入索引，idxOut是输出索引。

7. 设置块图像

为了更好地可视化COMSOL协同仿真块，可以让块显示包含一个图像。

• 要设置图像，命令:

model.externalInterface(< simtag >).set("image", < filename >)

其中< filename >为图片名称

• 要将图像嵌入到COMSOL模型中，命令:

model.externalInterface(<simtag>).importImage()

• 要丢弃图像，命令:

model.externalInterface(<simtag>).discard()

二、 命令摘要

• 接口函数
  
• 通用函数
  
• 模型信息与引导函数
  

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总结

以上就是今天分享的关于COMSOL Multiphysics with Simulink 的理论基础内容第3部分，简单分享了应用COMSOL Multiphysics with Simulink进行控制仿真的编程方式实现方法。详述了编程参考函数及应用解释。迎各位小伙伴关注、赞赞、留言和收藏。