MV-2051： MotionSolveとComposeによる周波数応答解析

1. 力とモーションで構成される過渡的な解析。
2. モーションで構成される線形解析。

次のステップでは、入力の単位値に対応するプラントの出力を特定するための過渡解析を実行します。

1. Runパネルに移動します。
2. XMLファイルの名前をSimplifiedTwoSpring_Trans.xmlに変更します。
3. Simulation typeをStatic+Linearに設定します。
4. AnalysisをTransient_At_FirstModeに設定します。

1. Projectブラウザで、Linear解析を右クリックし、Add > Control Entity > SolverVariableを選択します。またはProjectブラウザでLinear解析を選択した後、Control Entityツールバーのを右クリックします。
   Add SolverVariableダイアログが表示されます。

   
   
   図 8. プラントの入力ポートを表すSolverVariableの追加

2. LabelをFromController_SuspForceに変更します。定義はデフォルトのままにしておきます。

1. Projectブラウザで、Linear解析を右クリックしてAdd > Control Entity > SolverArrayを選択します。または、ProjectブラウザでLinear解析を選択した後、Control Entityツールバーのを右クリックします。
   Add SolverArrayダイアログが表示されます。

   
   
   図 9. プラント入力用のSolverArrayの追加

2. LabelをPlant_Inputに変更し、OKをクリックします。
3. パネルで、ドロップダウンメニューを使用して、Array typeをPlant Inputに変更します。
4. SolverVariableコレクターを使用して、SolverVariableをFromController_SuspForce選択します。
5. Use in linearization のチェックボックスを有効にします。

   
   
   図 10. プラント入力の詳細

1. Projectブラウザで、Linear解析を右クリックしてAdd > Force Entity > Forceを選択します。またはProjectブラウザでLinear解析を選択してからForce Entityツールバーでを右クリックします。

   Add Forceダイアログが表示されます。

2. LabelをActiveSuspension_ControlForceに変更し、OKをクリックします。
3. パネルで、SuspensionMassにBodyを選択します。
   注: BodyコレクターをダブルクリックしてAdvancedエンティティセレクターダイアログを呼び出し、Only show entities within valid scopeオプションをオフにして、Analysisの外側にあるSuspensionMassボディを選択できるようにします。
4. 力の作用点としてSuspensionMassCGを選択します。
5. Tran Propertiesタブで、FzをExpressionに変更し、それを`{sv_fromcontroller_suspforce.VARVAL}`に設定します。
   注: この式は、Expression Builderを使用して作成できます。

   
   
   図 11. 力の定義

1. ドロップダウンメニューで、Array typeをPlant Outputに変更します。
2. SolverVariableコレクターを使用して、FromPlant_BusDisplacementを選択します。
3. Use in linearization のチェックボックスを有効にします。

   
   
   図 13. プラント出力の詳細

1. Runパネルに移動します。
2. XMLファイルの名前をSimplifiedTwoSpring_LTI.xmlに変更します。
3. Simulation typeをStatic+Linearに設定します。
4. AnalysisをLinearに設定します。

図 14. Runパネルの設定

1. Simulation Settingsボタンをクリックします。
2. ダイアログでLinearを選択します。
3. Generate State Space MatrixグループでAltair Compose/Activate OMLチェックボックスをオンにします。
4. Eigen values and vectors (.eig)オプションのチェックを外します。

図 15. Simulation Settings

1. Output Optionsボタンをクリックします。
2. Generalタブで、Write debug infoチェックボックスをオンにします。
   これにより、MotionSolveによって選択された状態がログウィンドウにリストアップされます。

   
   
   図 16. 出力オプション

3. AnalysisをTransient_At_FirstModeに設定します。

1. A、B、C、およびDのマトリクスを確認します。
2. システムに記載されている4つの状態を確認してください。

   MotionSolveソルバーウィンドウに表示されているように、独立した各座標から、displacement とvelocityという2つの状態が導き出されます。

図 18. OMLファイルの確認

%Construct a state-space model 
SYS=ss(A, B, C, D);

%Construct a transfer function model
%SM_TF=tf(SYS);

%Plot a Bode Diagram
%bode(SYS,R);

%Create a row vector with logarithmically spaced 1000 elements for defining Frequency on X axis
R=logspace(-1, 3, 1000);

%Obtain magnitude and phase response of system using Bode Diagram
[mag,phase]=bode(SYS,R);

%Set up first plot to show magnitude vs frequency using subplot function
subplot(2, 1, 1);
%Set the title for the plot
title('Frequency Response Plot');
hold on;
grid;
%Plot 'mag' in 2D axes with log scale 'R'
semilogx(R,mag);
%Annotate the x and y axes
hx=xlabel('Frequency [rad/s]');
hy=ylabel('Magnitude: BusBody Disp [mm] / Control Force [N]');

%Set up second plot to show phase vs frequency using subplot function
subplot(2, 1, 2);
hold on;
grid;
%Plot 'phase' in 2D axes with log scale 'R'
semilogx(R,phase);
%Annotate the x and y axes
hx=xlabel('Frequency [rad/s]');
hy=ylabel('Phase [deg]');

図 19. 挿入コードの位置