【Simscape】用Simscape实现三维物理仿真（三）——创建一个滑块单摆系统

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1 首先创建一个Simscape Multibody 模型

（方法见 【Simscape】用Simscape实现三维物理仿真（一）——创建一个自由落体小球）

2 创建四个Solid模块

（1）摆杆

• Shape : Brick
• Dimensions : [0.1 0.05 1] m

（2）摆杆轴

• Shape : Cylinder
• Radius : 0.02 m
• Length : 0.2 m

（3）滑块导轨

• Shape : General Extrusion
• Cross-section : [2 -1;2 1;1 1;1 0;-1 0;-1 1;- 2 1;-2 -1] cm
• Length : 1.2 m

（4）滑块

• Shape : Brick
• Dimensions : [2 12 20] cm

 3 建立合适的坐标系

首先，我们设计的单摆系统世界坐标系如下图：

 因此按照此坐标系修改各组件之间的参考坐标，并按下图连接：

其中需要注意的几点：

（1）滑块与导轨之间是一个单自由度滑动连接，根据世界坐标系，可滑动轴在Y轴方向，我们选择的三自由度滑动模块必须限制X和Z轴 。具体修改方式如下

（2）当某些solid机构坐标系与关节限定的轴不一致时（比如单轴转动附，转轴必须为Z轴），可用通过修改Solid机构的坐标系实现坐标系旋转变换。

（3）为了运行仿真开始时单摆可以摆动，需要使单摆初始重心位置不在稳态处 ，通过修改转动副的初始角度即可。

4 运行，大功告成！ 

下一章，我将将此系统改造为一阶倒立摆系统，使用PID进行控制 

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