Документация

Блок-схемы

Блок-схемы Simscape™ Fluids™ похожи на другие модели Simscape. Они представляют жидкие системы посредством строк связи и блоков. Каждый блок представляет физический компонент и его существенные атрибуты. Каждая строка представляет физическое соединение или взаимодействие между компонентами — включая любые обмены в массе, энергии и импульсе. Строки соединяются через порты, представляющие входные отверстия, выходы и другие функции компонента.

Можно смоделировать жидкие блоки использования компонентов от библиотек Simscape Foundation или Simscape Fluids. Блоки Основы Simscape представляют идеализированные компоненты, такие как локальные ограничения, механические конвертеры и камеры постоянного объема. Блоки Simscape Fluids представляют специализированные компоненты с подробной физикой компонента, такие как распределительные клапаны, приводы одностороннего действия и заряженные газом аккумуляторы.

Как системы они представляют, модели Simscape Fluids являются часто многодоменными по своей природе. Гидравлическая модель привода является одним примером. Модель содержит гидравлическую сеть, представляющую гидравлическую систему приведения в действие и сеть Mechanical Translational, представляющую загрузку привода. К компонентам модели от различных областей можно использовать блоки от различных библиотек Simscape Foundation или от нескольких специализированных физических продуктов моделирования.

Связь и сигнальные линии

Строки могут соединить блоки через физические порты сохранения или порты физического сигнала. Строка между физическими портами сохранения представляет физическое соединение, связанное физическими принципами сохранения. Строка между портами физического сигнала представляет вход компонента, такой как изменение в положении клапана или обнаружение вывода, такого как жидкое измерение давления.

Строки физического соединения являются ненаправленными. Они применяют ограничения между переменными Across и Through связанных портов сохранения, но не передают численные значения ни в каком конкретном направлении. Строки физического сигнала направлены. Они передают числовые сигналы и сопоставленные физические единицы измерения в определенном направлении от одного блока до другого, часто как вводы или выводы блока.

На блоки и строки физического соединения наносит цветную маркировку физическая область. Различные цвета помогают дифференцировать физические области, включающие модель Simscape. Используйте их в качестве визуальных руководств при решении, допустимо ли физическое соединение между компонентами. Все строки физического соединения должны соединить порты сохранения той же области. Данные показывают цветную легенду для физических областей, сопоставленных с блоками Simscape Fluids.

Для получения дополнительной информации смотрите Проблемно-ориентированные Стили линии (Simscape).

Сохранение и порты сигнала

Порты всегда соединяются с подобными портами. Физический порт сохранения соединяется только с другим физическим портом сохранения — и только если они принадлежат той же физической области. Сохраняющие порты сопоставлены с определенными переменными Across и Through и не могут соединиться с сохранением портов, сопоставленных с различными переменными. Можно непосредственно соединить Гидравлический порт сохранения с другим Гидравлическим портом сохранения, но не с Тепловым Жидким портом сохранения.

Чтобы соединить различные физические домены, необходимо использовать многодоменные блоки с портами, представляющими различные области. Гидравлический Блок двигателя Одностороннего действия, показанный в фигуре, является одним таким блоком. Гидравлический порт сохранения соединяется с сетью Hydraulic, отображенной желтым. Механический Переводный порт сохранения соединяется с сетью Mechanical Translational, отображенной зеленым.

Порты физического сигнала так же соединяются только с другими портами физического сигнала. Физические сигналы могут явиться результатом блоков, представляющих физические компоненты, такие как 2-позиционный Привод клапана, из источников Simscape, таких как Постоянная PS, или от сигналов Simulink^®, которые были преобразованы в физические сигналы. Ожидаемые размерности сигнала должны быть тем же самым для всех подключенных портов.

Преобразования сигнала

Необходимо преобразовать Сигналы Simulink в физические сигналы, если вы намереваетесь использовать их в качестве входных параметров блока Simscape. Вы выполняете это преобразование с помощью блока Simscape Simulink-PS Converter. Данные показывают пример такого преобразования. Блок Simulink Sine Wave генерирует сигнал, что блок Simulink-PS Converter преобразовывает для использования в блоке Simscape Fluids 2-Position Valve Actuator.

Необходимо преобразовать физические сигналы в Сигналы Simulink, если вы намереваетесь использовать их в качестве входных параметров блока Simulink. Вы выполняете это преобразование с помощью блока Simscape PS-Simulink Converter. Данные показывают пример такого преобразования. Simscape Fluids Гидравлический Блок двигателя Одностороннего действия генерирует сигнал, что блок PS-Simulink Converter преобразовывает для графического вывода с блоком Simulink Scope.

Образцовые уравнения

Модели Simscape Fluids в их базовых системах дифференциальных и алгебраических уравнений, которые числовой решатель вычисляет с точки зрения неизвестных переменных. Уравнения прибывают из блоков и доменных файлов определения. Программное обеспечение Simscape собирает систему уравнений во время образцовой компиляции и решает их для каждого временного шага во время симуляции.

Блокируйтесь уравнения являются, зависящими от компонента. Они часто - операторы массы, импульса и энергосбережения, но могут включать уравнения, такие как корреляции теплопередачи и выражения геометрии компонента. Доменные уравнения применяют всей модели и основаны на общих принципах анализа схем, часто называемых правилами Кирхгоффа. Эти правила ограничивают переменные Across и Through так, чтобы:

Для получения дополнительной информации о том, как программное обеспечение Simscape собирает и решает управляющие уравнения модели, смотрите Как Моделирование Simscape (Simscape)

Модель в качестве примера

Данные показывают модель Simscape Fluids простого гидравлического привода. Модель имеет две физических сети — одна гидравлическая, обозначенный желтого цвета и одно Механическое устройство, Переводное, обозначенное в зеленом. Гидравлические сетевые модели система гидравлической мощности, которая управляет приводом. Механические Переводные сетевые модели ослабленный массово-пружинный осциллятор, против которого продвигает привод.

Гидравлические блоки представляют компоненты системы гидравлической мощности — гидравлический источник давления, распределительный клапан, предохранительный клапан и гидравлическая жидкость. Механические Переводные блоки представляют компоненты ослабленного массово-пружинного осциллятора — масса, переводная пружина и переводный демпфер.

Строки связи представляют физические соединения между компонентами. Например, строка связи между Гидравлическим Источником Давления и блоками Распределительного клапана С 3 путями указывает на прямую связь между фактическими компонентами. Эта связь включает поток массы, энергии и импульса между источником и клапаном во время симуляции.

Порты сохранения соединения строк физического соединения того же типа. Гидравлические порты сохранения соединяются с другими Гидравлическими портами сохранения. Механические Переводные порты сохранения соединяются с другими Механическими Переводными портами сохранения. Гидравлические и Механические Переводные компоненты соединяются через многодоменный компонент, представленный Гидравлическим Блоком двигателя Одностороннего действия.

Строки физического сигнала представляют входные параметры блока Simscape. Строка физического сигнала между подсистемой Блока управления и блоками Распределительного клапана С 3 путями задает позицию клапана функции времени. Блок подсистемы генерирует сигнал положения с блоками Simulink, что блок Simulink-PS Converter затем преобразовывает в физический сигнал.

Для получения дополнительной информации о правилах моделирования Simscape, смотрите Основные принципы Моделирования Физических сетей (Simscape). Для примера, показывающего, как смоделировать изотермический гидравлический привод, см. Модель Изотермический Гидравлический Привод.