Четыре гидравлических цилиндрических симуляции
Этот пример показывает, как использовать Simulink®, чтобы создать модель с четырьмя гидравлическими цилиндрами. См. два связанных примера, которые используют те же основные компоненты: одна цилиндрическая модель и модель с двумя цилиндрами и ограничениями загрузки.
Примечание: Это - основной пример гидравлики. Можно более легко создать гидравлические и автомобильные модели с помощью Simscape™ Driveline™ и Simscape Fluids™.
Simscape Fluids обеспечивает библиотеки компонентов для моделирования и симуляции жидких систем. Это включает модели насосов, клапанов, приводов, конвейеров и теплообменников. Можно использовать эти компоненты, чтобы разработать системы гидравлической энергии, такие как передний загрузчик, рулевое управление с усилителем и системы приведения в действие посадочного устройства. Охлаждение Engine и системы поставки топлива могут также быть разработаны с Simscape Fluids. Можно интегрировать механическое устройство, электрические, тепловые, и другие системы с помощью компонентов, доступных в семействе продуктов Simscape.
Simscape Driveline обеспечивает библиотеки компонентов для моделирования и симуляции одномерных механических систем. Это включает модели вращательных и переводных компонентов, такие как червячные передачи, планетарные механизмы, ведущие винты и муфты. Можно использовать эти компоненты, чтобы смоделировать передачу механической энергии в вертолетных ходовых частях, промышленном машинном оборудовании, трансмиссиях автомобиля и других приложениях. Автомобильные компоненты, такие как механизмы, шины, передачи, и гидротрансформаторы, также включены.
Моделирование
Рисунок 1 показывает схему верхнего уровня модели. Эта модель имеет один насос и четыре привода. То же давление насоса (p1) управляет каждым цилиндрическим блоком, и сумма их потоков загружает насос. Несмотря на то, что каждым из этих четырех распределительных клапанов можно было управлять независимо, как в активной системе подвески, в этом случае все четыре получают те же команды, линейный пандус в области отверстия от нуля до 0.002 sq.m..
Открытие модели и выполнение симуляции
Чтобы открыть эту модель, введите sldemo_hydcyl4 на терминале MATLAB® (нажмите на гиперссылку, если вы используете Справку MATLAB). Нажмите кнопку "Play" на образцовой панели инструментов, чтобы запустить симуляцию.
Примечание: модель регистрирует соответствующие данные к рабочему пространству MATLAB в структуре под названием
sldemo_hydcyl4_output. Регистрируемые сигналы имеют синий индикатор (см. модель). Читайте больше о Сигнале, Входящем в систему Справка Simulink.
Рисунок 1: Четыре цилиндрических модели и результаты симуляции
Образцовое описание
Поток насоса начинается в 0.005 m3/sec (точно так же, как в одной цилиндрической модели), затем это спадает до 0.0025 m3/sec в t=0.05 sec. Параметры C1, C2, Cd, rho и V30 идентичны тем в одной цилиндрической модели. Однако путем принятия отдельных значений для K, A и beta, каждый из этих четырех цилиндров показывает отличительные переходные ответы. Приведенная ниже таблица дает характеристики этих четырех приводов.
---------------------------------------------------------------- Parameter | Actuator1 Actuator2 Actuator3 Actuator4 ----------------|----------------------------------------------- Spring Constant | K K/4 4K K Piston Area | Ac Ac/4 4Ac Ac Bulk Modulus | Beta Beta Beta Beta/1000 ---------------------------------------------------------------- Beta = 7e8 Pa [fluid bulk modulus] K = 5e4 N/m [spring constant] Ac = 1e-3 m^2 [cylinder cross-sectional area]
Отношение области и коэффициента упругости является тем же самым для всех поршней, таким образом, им нужно вывести то же устойчивое состояние. Доминирующая временная константа для каждой подсистемы привода пропорциональна
(результат получил из размерного анализа), таким образом, мы можем ожидать, что поршневой блок 2 будет несколько быстрее, чем блок 1. Поршневой блок 3, как ожидают, будет медленнее, чем 1 или 2. Поршневой блок 4 имеет значительно более низкую объемную бету модуля (как имел бы место с воздухом), таким образом мы ожидаем, что поршень 4 ответит более вяло, чем поршень 1.
Результаты
Рисунок 2: Поршневые положения в четырех цилиндрических примерах
Рисунок 3: накачайте давление предоставления, p1
Начальный толчок потока в t=0 рассматривается этими четырьмя приводами как импульс давления. Давление насоса (p1), который первоначально высок, понижается быстро, потому что существует высокий спрос потока от четырех загрузок. Во время начального переходного процесса (о 4 msec), отличные ответы идентифицируют отдельные динамические характеристики каждого компоновочного блока.
Как предсказано значениями параметров, привод 2 отвечает намного быстрее, чем привод 1. Третьи и четвертые поршни намного медленнее, потому что они требуют, чтобы более рабочая жидкость переместила то же расстояние. В случае, если 3, поршень перемещает больше объема из-за его большей площади поперечного сечения. В случае, если 4, несмотря на то, что перемещенный объем эквивалентен в случае, если 1, устройство требует большего количества жидкости, потому что это впоследствии сжато.
Когда давление насоса падает на уровень в цилиндрах, различия в поведении размываются. Отдельные ответы смешиваются с полным откликом системы, который сохраняет равновесие потока между компонентами. В t=0.05 sec поток насоса спадает до уровня, который является близко к равновесию, и потоки привода являются почти нулем. Отдельные поршневые положения устойчивого состояния равны, как предсказано проектом.
Закрытие модели
Закройте модель. Очистите сгенерированные данные.