样条

通过样条功能，您可以添加和编辑三维样条数据。通过使用链接数据文件或内部数据表，样条数据可用于捕捉力、衬套或运动的非线性特征。

2D 样条实体可用于定义围绕单一自变量变化的非线性行为。例如，将力定义为另一个实体速度的函数，用于描述非线性阻尼器的特性。
图 1. 2D 样条示例
另一方面，3D 样条可用于定义围绕两个独立变量变化的非线性行为。活塞发动机的燃烧力就是一个例子，燃烧压力取决于曲柄的旋转角度和速度。
图 2. 3D 样条示例

有关如何添加样条等实体的信息，请参阅 实体创建。

创建或编辑样条

定义二维或三维样条作为响应曲线或曲面，供其他实体使用。

  1. 选择样条。
  2. 在“运动”功能区的“配置文件”下选择 "Analyst"。
  3. 在“参考”下，选择样条工具。
    此时会显示“样条”操作面板。
  4. 要选择父坐标系，请使用选择器。
  5. 输入名称。
  6. 仅用于创建样条：选择维度：
    • 2D：平面使用两个输入变量 (x, y)。
    • 3D：具有三个输入变量 (x, y, z) 的体积空间。
  7. 仅用于创建样条：选择数据源：
    选项 说明
    值 数据源为用户自定义值。

    双击表格中的每个单元格以编辑数据值。

    • 对于 2D，请输入每个点的 X 和 Y 数据值。
    • 对于 3D，在表格顶部输入 Z 数据值，然后在下面第一列输入 x 值。输入 Y 值，每输入一个 Z 值就有一列。
    您有以下选项：
    • 读取 ：从 .csv 文件读取值。3D 样条的 .csv 文件中数据的正确格式如下所示：


    • 导出：将数据导出至 .csv 文件。
    • 在第一个数据点前插入 ()：在第一个数据点前插入一个值。
    • 在所选数据点后插入 ()：在所选的数据点后插入一个值。
    • 在最后一个数据点后插入 ()：在最后一个数据点后插入一个值。
    • 删除所选的数据点 ()：删除所选的数据点。
    文件 如果数据是上述格式的 .csv 文件，则可以执行以下操作：
    • 在 X 文件旁边，单击 从 .csv 文件导入 X 数据。
    • 在 Y 文件旁边，单击 从 .csv 文件导入 Y 数据。
    • 要将文件中的所有数据点以数值形式本地化到模型中，请单击转换为数值按钮。
    .csv 文件中的数据将作为值导入。
    注：
    • 从文件导入数据时，数值被视为无单位。只有在仿真中使用样条时，求解器才会以特定的单位类型对其进行解析。解析采用的单位类型，基于偏好设置 > Inspire Motion > 运行选项下指定的求解器单位设置。
    • 如果类型设置为文件且引用的是 .csv 文件，切换为值将自动导入值。
    数学（仅限 2D） 数据源是数学表达式。

    在 X 表达式和 Y 表达式字段中以数学方式定义矢量。

    下面是两个示例表达式，用于变量名为 Spline_0 的样条：
    表达式 说明
    X 表达式 0:10:1 X 矢量表达式，以 1 为间隔定期生成 0 到 10 的一系列数字。
    Y 表达式 cos(Spline_0.x) 在样条的 X 矢量上应用余弦函数的 Y 矢量表达式。
  8. 调整样条的可视化：
    选项 说明
    插值预览（仅限数值） 选择插值方法：
    • Akima
    • 三次
    • 线性
    • 五次
    注： 通过其他实体（如力或运动）引用曲线时，所选的插值方法将作为默认拟合方法。
    外推 若仿真过程中，需要对 y 向量两端的样条数据进行线性外推，请选择 True。
    提示：
    • 有时删除左侧数据会更简便：点击删除左侧，处理右侧数据，然后使用反映到左侧按钮来反映数据。
    • 点击替换为线性等效按钮将使用“刚度”值（在小对话框中显示为灰色），并在“轮廓编辑器”的图形区域中将其显示为可编辑的曲线。
  9. 鼠标右击划过勾选标记以退出，或双击鼠标右键。

样条属性

属性编辑器中对样条曲线属性的描述。

表 1.
属性名称 说明
常规
名称 实体名称
变量名称 变量名，实体的唯一标识符字符串
ID 一个唯一的标识性整数
类型 2D 或 3D，在操作面板中进行设置。
外推 选择该复选框，可使求解器在自变量的计算值超出指定范围时，对样条曲线进行线性外推。
属性 (2D)
X 数据源 文件

这是在操作面板中设置的。
文件 浏览包含数据值的 .csv 文件的位置。
类型 类型是一个数据块。选项包括“未知”、column_names 和“索引”，其中 column_names 是指在 .csv 文件标题行中为每一列指定的列名。如果 .csv 没有任何标题行，column_names 默认名称为“列 1”、“列 2”等。
请求 请求是一个数据子块。可用选项取决于类型的值。

如果“类型”设置为“未知”，则“请求”设置为“块 1”。

如果“类型”设置为列 1 或“索引”，则“请求”将设置为“索引”。
组件 分量是数据子块中的一个矢量（或列）。可用选项取决于类型的值。

如果“类型”设置为“未知”，则选项为 column_names。

如果“类型”设置为“列 1”，则“组件”设置为“列 1”。

如果“类型”设置为“索引”，则“组件”设置为“索引”。
数据源 值

这是在操作面板中设置的。
值 点击打开操作面板并设置值。
数据源 数学

这是在操作面板中设置的。
数学 输入 X 矢量的表达式。
Y 数据源 文件

这是在操作面板中设置的。
文件 浏览包含数据值的 .csv 文件的位置。
类型 类型是一个数据块。选项包括“未知”、column_names 和“索引”，其中 column_names 是指在 .csv 文件标题行中为每一列指定的列名。如果 .csv 没有任何标题行，column_names 默认名称为“列 1”、“列 2”等。
请求 请求是一个数据子块。可用选项取决于类型的值。

如果“类型”设置为“未知”，则“请求”设置为“块 1”。

如果“类型”设置为列 1 或“索引”，则“请求”将设置为“索引”。
组件 分量是数据子块中的一个矢量（或列）。可用选项取决于类型的值。

如果“类型”设置为“未知”，则选项为 column_names。

如果“类型”设置为“列 1”，则“组件”设置为“列 1”。

如果“类型”设置为“索引”，则“组件”设置为“索引”。
数据源 值

这是在操作面板中设置的。
值 点击打开操作面板并设置值。
数据源 数学

这是在操作面板中设置的。
数学 输入 Y 矢量的表达式。
属性 (3D)
数据源 文件
CSV 文件 浏览包含数据值的 .csv 文件的位置。
数据源 值
XY 值 点击打开操作面板并设置值。
Z 值 点击打开操作面板并设置值。
属性
X 比例

定义 X 矢量的比例。缩放数据矢量时，矢量会乘一个指定值。原始数据值实际上并未改变。
偏移 定义 X 矢量的偏移量。偏移数据矢量会使数据沿相应的轴移动。
Y 比例

定义 Y 矢量的比例。缩放数据矢量时，矢量会乘一个指定值。原始数据值实际上并未改变。
偏移 定义 Y 矢量的偏移量。偏移数据矢量会使数据沿相应的轴移动。
Z 比例

定义 Z 矢量的比例。缩放数据矢量时，矢量会乘一个指定值。原始数据值实际上并未改变。
偏移 定义 Z 矢量的偏移量。偏移数据矢量会使数据沿相应的轴移动。
信号
用户自定义 使用子程序定义样条。
  • 对于用户表达式，需提供一个包含 USER 求解器函数的表达式，相关参数将传递至用户子程序中。
  • 打开使用本地文件和函数名，为子程序提供本地文件。否则，Inspire Motion 将在其搜索路径内搜索子程序。
    1. 指定一个本地文件，求解器可以在其中访问子程序代码。如果未指定该选项，将按照用户子程序和加载规则搜索子程序。
      注： 指定的文件类型取决于所选的函数类型。例如，如果选择 DLL/SO，则可以指定扩展名为 .dll (Windows) 或 .so (Linux) 的文件。
    2. 从下拉菜单中选择函数类型：
      • DLL/SO
      • Python
      • MatLab
      • Compose
    3. 在定义实体的子程序中指定函数名称，或接受应用程序提供的默认名称。