選取曲線

使用「輸入圖表產生器」定義隨 模擬 變化的值時,您可以使用多種方式定義 曲線 區段。這些選項為規則或數學函數形式,可建立特定的曲線類型。

註: 如果輸出已經在使用者定義的公式中消耗,則會將輸出所有者名稱 (位於圓括弧中) 附加到瀏覽器名稱。例如:「力 (迴轉:7)」

選取數學函數並定義其參數

若要定義曲線的每個區段,請指定數學函數 (即,規則)。您可以建立多個連續的區段,每個區段有其自己的規則,或不同規則的總和 (例如,正弦函數和斜波函數之和)。例如,您可以使用立方斜波建立第一個扇形,並使用正弦建立第二個扇形。軟體會對整體規則強制使用連續性原則。此行為可能會混淆第二個區段的第一個點和第一個區段的最後一個點,並導致其他點自動移動。通常,若要取得最初需要的曲線,您必須加入其他函數。

選取規則並將其移至「區段規則清單」方塊中後,為該規則加入參數。若要加入參數,您必須執行以下作業:

選取曲線區段並加入您要套用的任何條件之後,您即可以定義所選的曲線區段。

  1. 在「可用規則清單」方塊中,按一下向下箭頭,然後選取您要使用的規則。
  2. 按一下 ,以使用在區段清單中選取的規則來取代區段目前的規則。

    您可以依需要經常選取和取代規則,但是新規則會覆蓋「區段規則清單」方塊中顯示的規則。

    您可以總計相同區段上的多個規則。如果您要為區段加入其他規則,請重複第一步和此步驟,但是要改為按一下 。若要移除包含多個規則之區段上的規則,請在「區段規則清單」方塊中選取不需要的規則,然後按一下

  3. 為「區段規則清單」方塊中顯示的規則輸入必要性質。

    如果顯示

    為既有標準接頭輸入

    線性斜波、 立方斜波、 擺線、 調和、 修改正弦、 修改梯形

    定義曲線的點的座標 (X1, Y1) 和 (X2, Y2) 和/或輸入斜度的值以設定直線的平均漸層。可透過輸入起點和終點的座標,或輸入起點的座標和區段的平均斜度來定義曲線。

    曲線按扇形的中心對稱。

    曲線下的面積等於等效線性斜波下三角形的面積。

    線性斜波具有固定斜度,即區段的兩點透過直線連結。

    斜度為 30 in/s 的線性斜波。

    立方斜波由三次多項式定義。

    平均斜度為 70 in/s 的立方斜波。

    擺線為正弦/餘弦函數的斜波。

    平均斜度為 -50 in/s 的擺線斜波。

    調和為正弦/餘弦函數的斜波。

    平均斜度為 90 in/s 的調和斜波。

    修改正弦為正弦/餘弦函數的斜波。

    平均斜度為 60 in/s 的修改正弦斜波。

    修改梯形為正弦/餘弦函數的斜波。

    平均斜度為 300 in/s 的修改梯形斜波。

    如果顯示

    輸入

    正弦

    「幅度」值以展示曲線距循環中線的高度,「頻率」值以顯示每 X 軸線單位的循環數,「相位」值以顯示循環起點到區段起點的距離。正弦是傳統函數。

    幅度的單位與受控制變數 (強制運動、力) 的單位相同。

    頻率的單位是 X 軸線所用變數的倒數 (如果變數是時間,則頻率以 Hz 為單位)。

    相位以度數或弧度表示。

    幅度為 40、頻率為 3 Hz、相位為 20 度的正弦。

    多項式

    多項式是多項式函數,並且在此情況下,其最多具有五個度。

    有兩種方法可定義多項式的係數。

    方法 1 - 指定係數值

    輸入 a0 的值,依需要輸入接下來的 a 值。

    方法 2 - 匯入文字檔案

    • 可開啟「開啟」對話方塊,使您可以匯入定義該多項式的檔案。
    • 可設定所選區段中曲線的多項式的階。
    • 可計算該多項式的常數值和前五階的值。
    • a0、a1、a2、a3、a4、a5 可顯示該多項式的常數值和前五階的值。

      如果需要,您可以編輯這些值。

    文字檔案應具有以下格式:

    //comments - 註釋行可選,且位於兩個斜線之後。

    x1 y1 - 使用 x 和 y 值的點的清單。

    ... - 每列或每行一個點定義。

    xn yn - 所需要數目的點。

    您可以輸入相應的值,或者軟體可以使用最小二乘內插法自動計算這些項。

    a0=20 in、a1=10 in/s、a2=50 in/s 2 、a3=20 in/s 3 的多項式。

    雲形線

    「斜度」值以設定直線的斜度。雲形線是用於在連續點之間進行插入的三次方函數。

    有多種方法可定義雲形線。包括:

    • 您可以透過按兩下滑鼠,或按一下右鍵並選取「加入點」,在 圖表區域 中快速定義輸入點。但是,軟體將此區段視為一系列區段而不是單個曲線區段。
    • 您可以透過匯入文字檔案來輸入更精確的座標。

      初始斜度設定第一個點的斜度。

      最終斜度設定最後一個點的斜度。

    • 您可以載入之前定義的雲形線

    透過加入點定義的雲形線。

    您可以儲存您在此處定義的雲形線,而不論您如何定義該雲形線。

    註: 您不能將其他規則加入至雲形線定義的區段。而且,如果用雲形線取代區段的規則,則會從前面和後面的區段中自動收集初始斜度和最終斜度,但是稍後可手動進行修改。

    如果您要使用包含切點的文字檔案,請按以下方法結構化檔案:

    // 註釋

    您可以在檔案中包括一行或多行註釋。每行註釋必須以「//」開頭。註釋行是可選的,它的價值在於可以讓您記錄雲形線的用途。

    [相切] T1 T2

    指定區段的起點 (T1) 和終點 (T2) 的相切值。這些值顯示為使用者介面中的「初始」斜度和「最終」斜度。如果未提供值,則會採用隱含的相切值 0.0 (水平相切)。和註釋行類似,此行也是可選的,但是如上所述,如果沒有給定相切值,則必須採用某些假設。

    X 1 Y 1

    ...

    X n Y n

    點座標的清單,您可以依需要列出任意數量的點。

    每列可定義一個點。
    範例文字檔案

    //

    // 模擬輸入雲形線點

    // 值:接合扭矩 (N mm)

    // 參考:時間 s

    [相切] -3.40775 -5.27803

    +0.000 +0.000

    +4.313 +1.510

    +7.954 -9.756

    +1.000 +0.000

    公式

    公式方塊中用於定義曲線的公式。

    公式是包含函數和關鍵字的方程式。僅在定義 接頭 和外部作用力時,才可使用此選項。您無法對自由度強制運動。與相鄰區段的連續性不會自動維持。對其進行定義以避免在模擬期間發生干涉。限制公式最多包含 255 個字元。

    您可以使用以下任一函數:

    • abs
    • fmod
    • acos
    • cos
    • log10
    • sqrt
    • asin
    • sinh
    • log
    • sqr
    • atan
    • sin
    • pow
    • trunk
    • atan2
    • tanh
    • sign
    • pow10
    • floor
    • cosh
    • tan
    • sign0
    • exp
    • round

    透過公式 Y = X + 37 定義的曲線,

範例 1

建立三個扇形。在第二個剖面中,您建立一個低頻率正弦。

在建立正弦之前與之後均可查看曲線。第三個區段已垂直移動,以保持兩個區段之間的連續性。若要取得最初需要的曲線,您必須加入其他函數。

範例 2

某些函數受其定義限制。若要取得可圍繞 300 變化的正弦,您必須加入一個值為 300 的常數規則與一個正弦規則。

註: 規則加入的順序並不重要。

可以透過組合斜波與正弦,為圍繞非零斜度的變異建立模型。

範例 3

若要模擬替代運動中的振動,可以組合不同振幅與頻率的正弦規則。

定義曲線區段外部的值

定義變數在曲線區段外部 (在第一個區段之前以及在最後一個區段之後) 的行為方式很有趣。選取整個曲線外部的區域並加入您要套用的任何條件後,您即可以定義所選的區域。

  1. 為曲線外部的所選區域選取定義。
  2. 如果您選取「循環」,請按一下「起始端」。

    將開啟「起始點的選取」對話方塊。

  3. 在「起始點的選取」對話方塊中,按一下欄位右側的向下箭頭。

    將開啟一個功能表,顯示開始曲線區段的每個點。

  4. 按一下您要為此區域複製的曲線區段的起始點。
  5. 按一下「確定」。

您有五種選擇可用於定義曲線外部的區域。包括:

常數值

如果您要定義第一個點左側的區域,則其將設定等於曲線中第一個值的常數值;如果您要定義最後一個點右側的區域,則其將設定等於曲線中最後一個值的常數值。此設定為預設設定。

固定斜度

此設定可在所選區域中定義具有固定斜度的直線。如果您要定義第一個點左側的區域,則斜度值等於第一個曲線區段的斜度值;如果您要定義最後一個點右側的區域,則斜度值等於最後一個曲線區段的斜度值。

模除

此設定根據模除原則在規則的定義範圍 (定義的所有區段) 內定義值,即定義的曲線在縱座標軸線的兩側重複。動力學模擬將檢查規則的最後一個點 (最後一個區段) 的縱座標是否等於第一個點 (第一個區段) 的縱座標。如果不相等,則您將看到一則錯誤訊息,指示您修改值。顯示此訊息的原因是計算引擎無法處理不連續的情況。此模式套用於規則的右側部分和左側部分。

循環

此功能使用從使用者定義的一個點到使用者所定義曲線的最後一個點複製的循環。對於循環的起點,選取等於使用者所定義曲線的最後一個點的點。否則,循環的起點和終點之間將不連續。在此情況下,您將看到一則錯誤訊息。

自由

此設定不為此區域設定任何定義。未套用任何力,並且從動的自由度 (使用強制運動) 是自由的。對於強制運動,必須先釋放最後一個點的右側區段,再釋放最後一個區段,然後依此類推。