Simscape Multibody

멀티바디 기계 시스템을 모델링하고 시뮬레이션합니다.

 

Simscape Multibody™(이전의 SimMechanics™)는 로봇, 차량 서스펜션, 건설 장비, 항공기 랜딩 기어 등 3차원 기계 시스템을 위한 멀티바디 시뮬레이션 환경을 제공합니다. 물체, 조인트, 제약 조건, 힘 요소, 센서 등을 나타내는 블록들을 사용하여 멀디바디 시스템을 모델링할 수 있습니다. Simscape Multibody는 전체 기계 시스템의 운동 방정식을 전개하고 풉니다. 질량, 관성, 조인트, 제약 조건, 3차원 기하구조 등 CAD 어셈블리를 모델로 가져올 수 있습니다. 자동으로 생성된 3D 애니메이션을 통해 시스템 다이나믹스를 시각화할 수 있습니다.

Simscape Multibody는 제어 시스템 개발과 시스템 레벨 성능 테스트에 사용할 수 있습니다. MATLAB® 변수와 표현식을 사용하여 모델을 매개변수화하고 Simulink®에서 멀티바디 시스템을 위한 제어 시스템을 설계할 수 있습니다. Simscape™ 제품군에 포함된 구성요소를 활용하여 유압, 전기, 공압, 다른 물리적 시스템을 모델에 통합할 수 있습니다. 모델을 Hardware-in-the-Loop(HIL) 시스템 등 다른 시뮬레이션 환경에 배포하기 위해 Simscape Multibody는 C 코드 생성을 지원합니다.

기본 과정:

사용자 지정 3차원 메커니즘 시뮬레이션

모든 종류의 3차원 메커니즘 멀티바디 모델을 생성하십시오.

강성 및 연성 3차원 파츠

매개변수화된 3차원 기하구조 또는 CAD 데이터를 이용하여 강체 및 연체 부분을 정의하십시오. MATLAB에서 2차원 프로파일을 생성하고 그것을 선을 따라 돌출시키거나 축 주위로 회전시키십시오. 재료 물성을 지정하거나 유한 요소 소프트웨어에서 가져오십시오.

조인트와 제약 조건

조인트로 파츠들을 연결하여 자유도를 정의하십시오. 랙 기어와 피니언 기어, 베벨 기어, 케이블로 연결된 풀리 등을 설계에 넣으십시오. 롤러코스터, 선형 컨베이어, 기타 사용자 지정 운동학 거동을 하는 시스템을 모델링하십시오.

접촉력

3차원 물체 간의 충돌과 마찰력을 모델링합니다. 사용자 지정 공기역학적 힘과 수력학적 힘을 추가합니다. 우주 시스템에 중력을 추가하십시오.

로봇 발과 바닥 사이의 접촉력에는 충돌력과 마찰력이 포함됩니다.

전기, 유압, 공압 시스템을 통합하기

Simscape 제품군을 이용하여 단일한 환경에서 전체 멀티도메인 시스템을 모델링하십시오.

액추에이션 시스템을 넣으십시오.

전기, 유압, 공압, 기타 시스템을 3차원 기계 모델에 직접 연결하십시오. 어플리케이션의 액추에이션 기술을 평가하고 성능 요건에 부합되기 위해 필요한 사이즈와 파워를 결정하십시오.

제어 알고리즘을 설계하십시오.

고급 선형화 및 자동 제어 튜닝 기술을 이용하여 복잡한 제어 전략들을 구현하십시오. 강인성과 응답 시간 목표를 달성할 수 있는 제어기 게인을 빠르게 식별하십시오. 소프트웨어 결과물을 테스트하여 시스템 성능을 평가하십시오.

명령된 각도를 추적하는 에일러론에 적용된 제어 시스템

설계 팀을 하나로 모으십시오.

소프트웨어 프로그래머와 하드웨어 디자이너가 실행 가능한 전체 시스템 사양을 갖고 설계 과정 초기에 협업할 수 있도록 하십시오. 시뮬레이션을 이용하여 전체 설계 공간을 탐색하십시오.

로봇 팔과 2개의 컨베이어 벨트를 함께 움직이는 제어 로직으로 패키지를 운반하고 방향을 돌립니다.

MATLAB으로 완전히 매개변수화된 모델을 만들기

빠르게 설계 공간을 탐색하고 요구사항을 정교화하여 개발 주기를 단축시키십시오.

빠르게 설계 공간을 탐색하십시오.

길이, 반경, 질량, 전압 등 설계 매개변수를 자동으로 변경하십시오. 빠르게 병렬로 테스트를 실행하여 설계 공간의 실행 가능 부분을 식별하고 개발 역량을 집중하십시오.

끝부분이 원하는 궤적을 따를 때까지 최적화 알고리즘이 연결 길이를 조절합니다.

요구 사항을 미세 조정하십시오.

기본 매개변수와 추상 모델을 사용하여 개발 과정 초기에 설계를 테스트하십시오. 미지의 양을 계산하여 세부적인 사양을 만드십시오. 다이나믹 시뮬레이션을 이용하여 적은 반복 횟수로 기계 설계를 완료하십시오.

CAD에서 세부 설계를 수행하기 전에 추상 설계가 조정됩니다.

모델 재사용성을 높이십시오.

모델 사용자에게 주요 매개변수를 노출시키는 모델 라이브러리를 개발하십시오. 간단히 매개변수를 변경하여 일반 액추에이터 모델을 다양한 특정 제품 설계에 재사용하십시오. 다수의 제품군에 적용되는 핵심 시뮬레이션 모델 세트를 사용하여 기업의 효율을 높이십시오.

세 가지 액추에이터를 모델링하기 위해 매개변수화된 일반 유압 액추에이터

CAD 소프트웨어에서 가져오기

자동으로 CAD 설계를 변환하여 시스템의 디지털 트윈을 생성하십시오.

조인트와 어셈블리를 함께 가져오십시오.

질량, 관성, 색상과 접합, 조인트 연결이 있는 모든 부분 등 CAD 어셈블리 전체가 자동으로 Simscape 모델로 변환됩니다. 기존 CAD 파트의 업데이트 사항도 Simscape 모델에 병합시킬 수 있습니다.

Simscape로 CAD 파트와 어셈블리 재사용 옵션

네이티브 CAD 데이터를 읽으십시오.

CATIA®, Creo™, Inventor®, NX™, Solid Edge®, SolidWorks®, Parasolid® 파일들을 직접 참조하여 파트를 정의하십시오. STEP®, STL, SAT, 또는 JT 등 3차원 모델링을 위한 파일 형식을 참조하여 파트를 지정할 수도 있습니다.

Simscape 모델에 사용할 개별 파트를 위해 CAD 파일을 직접 참조하기

3차원에서 편집하십시오.

3차원 인터페이스를 이용하여 파츠의 프레임을 정의하고 조정합니다. 교차점, 모서리, 표면, 부피를 그래픽으로 선택하여 센싱, 조인트 연결, 힘 적용에 사용할 수 있는 프레임의 위치와 방향을 정의합니다.

Simscape Multibody에서 3D 인터페이스를 사용하여 파츠에 연결점을 추가하십시오.

고장 내성

고장이 발생한 경우 손실, 장비 다운타임, 설계 검증에 따른 비용 등을 최소화합니다.

강건한 설계를 만드십시오.

시간, 하중 또는 온도에 따른 조건 등 구성요소의 실패 기준을 지정합니다. 기어 이(teeth) 마모 또는 베어링 마찰 증가 등 성능이 저하된 구성요소의 거동을 모델링하십시오. 자동으로 모델을 구성하여 고장 상태에 있는 설계를 효율적으로 평가하십시오.

힘이 조인트의 상한을 넘어서면 두 파츠 사이의 연결이 파괴됩니다.

예측 유지관리를 수행하십시오.

데이터를 생성하여 예측 유지관리 알고리즘을 학습시킵니다. 일반적인 시나리오 또는 비정상 시나리오에서 가상 테스팅을 진행하여 알고리즘을 유효성 검사합니다. 정확한 주기의 유지보수 실행을 확인하여 가동 중지 시간과 장비 비용을 절감할 수 있습니다.

누설, 막힘, 베어링 고장이 발생하는 삼중 왕복펌프 모델로서 다양한 고장 조합을 탐지하는 다중 클래스 분류기 개발에 사용됩니다.

손실을 최소화하십시오.

기계 구성요소에 의해 소실되는 동력을 계산합니다. 구성요소가 안전 작동 영역 이내에서 작동하는지 확인합니다. 구체적인 이벤트와 테스트 시나리오 세트를 시뮬레이션하고 MATLAB에서 결과를 후처리하십시오.

기어 이(teeth) 마찰과 베어링 동력 손실이 있는 마모된 기어

메커니즘을 애니메이션으로 만들고 결과 분석하기

시뮬레이션 결과를 3차원 애니메이션으로 만들어서 메커니즘의 거동을 분석합니다.

시뮬레이션 결과를 애니메이션으로 만드십시오.

자동으로 생성된 모델 3차원 시각화와 시뮬레이션 결과 애니메이션을 이용하여 시스템을 분석하십시오. 다양한 각도에서 동시에 애니메이션을 관찰하고 비디오 파일로 내보내십시오.

3차원으로 메커니즘을 탐색하십시오.

3차원 인터페이스에서 메커니즘을 탐색하고, 스키매틱 뷰로 이동하여 모델 구조를 확인하고, 플로팅된 결과를 검사하십시오. 사용자 지정 참조 프레임에서 시뮬레이션 결과를 볼 수 있도록 정지된 시점 또는 움직이는 시점을 정의하십시오.

메커니즘 거동, 어셈블리 정의, 시뮬레이션 결과를 탐색하십시오.

필요한 하중을 계산하십시오.

정동역학, 역동역학, 정운동역학, 역운동역학 등 다양한 분석을 수행하십시오. 설령 액추에이션과 운동 자유도가 일치하지 않더라도, 필요한 운동을 발생시키는 데 필요한 힘이나 토크를 계산하십시오.

모델 배포

임베디드 컨트롤러 테스팅 등 개발 과정 전체에 걸쳐 모델을 사용합니다.

하드웨어 프로토타입 없이도 테스트하십시오.

Simscape Multibody 모델을 C 코드로 변환하여 dSPACE®, Speedgoat, OPAL-RT 등 실시간 시스템에 HIL(hardware-in-the-loop) 테스트를 함으로써 임베디드 제어 알고리즘을 테스트합니다. 양산 시스템의 디지털 트윈을 사용한 테스트를 구성하여 가상 시운전 수행하실 수 있습니다.

병렬 시뮬레이션을 이용하여 최적화 속도를 높이십시오.

Simscape Multibody 모델을 C 코드로 변환하여 시뮬레이션을 가속화하십시오. 컴퓨팅 클러스터 또는 클라우드의 단일 컴퓨터, 다중 컴퓨터에서 멀티 코어에 시뮬레이션을 배포하여 병렬로 테스트를 실행하실 수 있습니다.

병렬 컴퓨팅을 이용하여 전력 소모를 최소화하도록 로봇 경로 최적화하기

다른 팀과 협업하십시오.

Simscape 애드온 제품은 각각의 라이선스를 구매하지 않고, 전체 Simscape 제품군의 고급 구성요소와 기능이 포함된 모델을 튜닝하고 시뮬레이션하십시오. IP 노출을 피하기 위해 외부 팀과 보호 모델로 공유 할 수 있습니다.

Simscape Multibody 모델은 Simscape Multibody를 구매하지 않은 사람과도 공유할 수 있습니다.

MATLAB 및 Simulink

시스템 모델 전체에 수행하는 과제를 자동화시킴으로써 더 빠르게 설계를 최적화합니다.

MATLAB으로 수행 과제를 자동화하십시오.

모델 어셈블리, 매개변수화, 테스팅, 데이터 수집, 후처리 등을 MATLAB으로 자동화하십시오. 전체 엔지니어링 조직 효율을 개선하기 위한 공통 작업용 앱을 작성하실 수 있습니다.

MATLAB 명령을 이용하여 구축한 Simscape Multibody의 진자 모델

시스템 설계를 최적화하십시오.

Simulink를 사용하여 제어 알고리즘, 하드웨어 설계, 신호 처리를 하나의 환경에서 통합하십시오. 최적화 알고리즘을 적용하여 시스템에 맞는 최고의 전반적인 디자인을 찾아냅니다.

개발 주기를 단축시키십시오.

요구 조건이 완비되고 일관되도록, 검증 및 확인 툴을 이용하여 설계 반복 횟수를 줄이십시오. 개발 주기 전체에 대한 지속적인 검증을 통해 시스템 레벨의 요구 사항 충족을 보장합니다.

Simscape Multibody에서 케이블 제약 조건을 이용한 블록 및 태클 모델

최신 기능

차수 감소된 유연체 블록

여러 기하체의 형태 변형 모델링

접촉력

시뮬레이션 중 강제로 접촉한 본체 사이의 접촉력 모델링

KinematicsSolver 객체

KinematicsSolver 객체를 MAT 파일로 저장하고 불러오기

관성 센서 블록

강직 연결 본체 요소 그룹 또는 전체 메커니즘의 관성 속성 측정

smimport 조인트 제한 지원

URDF 및 RigidBodyTree 모델의 조인트 제한 가져오기

풀리 초기 조건

풀리를 감싼 코드의 최소 초기 래핑 각도 지정

이 기능과 그에 상응하는 함수의 자세한 내용은 릴리스 정보를 참조하십시오.

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