Single-Acting Hydraulic Cylinder (Simple)

Основная функциональность гидравлического цилиндра одностороннего действия

Библиотека

Гидравлические цилиндры

Описание

Блок Single-Acting Hydraulic Cylinder (Simple) представляет упрощенную версию гидравлического цилиндра, разработанного для приложений, где только основная цилиндрическая функциональность должна быть воспроизведена, в обмен на лучшую вычислительную эффективность. По этим причинам такие факторы как сжимаемость жидкости, трение и утечки приняты, чтобы быть незначительными. Жесткие упоры приняты, чтобы быть полностью неэластичными, устранить любые возможные колебания в конце диапазона. Модель особенно подходит для в реальном времени и HIL (оборудование в цикле) симуляция, если такие упрощения приемлемы.

Модель описывается следующими уравнениями:

F=ApFc

q=Av

dxdt=v

v=vRvC

Fc={(xxE)Kpvесли x>xE,v>0(xxR)Kpvесли x<xR,v<00в противном случае

xE=Sx0

xR=x0

где

FСила разрабатывается цилиндром
vСкорость штока гидроцилиндра
vR, vCАбсолютные скорости штока гидроцилиндра и корпуса цилиндра, соответственно
AПлощадь базового поршня
pДавление в цилиндре вставляется
qСкорость потока жидкости в цилиндре вставляется
xПоложение поршня
x0Начальное расстояние между поршнем и дном
FcСила жесткого упора
xEРасстояние поршень может переместиться, чтобы полностью расширить от исходного положения
xRРасстояние поршень может переместиться, чтобы полностью отречься от исходного положения
KpКоэффициент проникновения
SХод поршня

Основным различием между этим блоком и блоком Single-Acting Hydraulic Cylinder является представление жесткого упора:

  • Блок Single-Acting Hydraulic Cylinder использует упругую модель упора, которая является по существу комбинацией пружины и демпфера, соединенного параллельно. Жесткость пружины, которая представляет упругость контакта сталкивающихся тел, очень высока, приводя к высокочастотным низкоамплитудным колебаниям в момент столкновения тел. Эти колебания могут едва быть замечены экспериментально, но они затрудняют процесс числовой симуляцией и обычно уменьшают вычислительную эффективность.

  • Жесткий упор в блоке Single-Acting Hydraulic Cylinder (Simple) представлен в неупругой модели, которая является по существу вязким демпфером с коэффициентом затухания, зависящим от проникновения. Этот коэффициент упоминается как коэффициент проникновения. В неупругой модели никакое колебание не сгенерировано во время удара, приводящего к повышению численной устойчивости и КПД. Но модель неупругого упора имеет функцию, которую необходимо рассмотреть при выборе модели: сталкивающиеся тела медленно продолжают двигаться друг к другу, пока контакт загружается силой сжатия. В реальной жизни это явление похоже на столкновение двух тел, разделенных значительным слоем вязкой жидкости. Требуется некоторое время, чтобы сжать жидкость, прежде чем сами тела вступают в контакт.

Связи R и C являются портами механического привода, соответствующими штоку гидроцилиндра и корпусу гидроцилиндра, соответственно. Связь A является гидравлическим портом, сопоставленным с входным отверстием в гидроцилиндр. Выходной порт физического сигнала P показывает текущее расширение стержня.

Давление в порте А генерирует силу в направлении, заданном параметром Cylinder orientation.

Основные допущения и ограничения

  • Трение между подвижными частями не учтено.

  • Эффекты инерции не учтены.

  • Сжимаемость жидкости не учитывается.

  • Утечки приняты незначительными.

  • Жесткие упоры приняты неупругими, как объяснено выше.

Параметры

Piston area

Эффективная площадь базового поршня. Значением по умолчанию является 5e-4 м^2.

Piston stroke

Максимальное перемещение поршня между крайними положениями. Значением по умолчанию является 0.1 m.

Initial distance between piston and cap

Расстояние между поршнем и крайнем положением в начале моделирования. Это значение не может превысить величину хода поршня. Значение по умолчанию 0, который соответствует полностью сложенному положению.

Penetration coefficient

Задает свойство проникновения сталкивающихся тел. Чем выше значение коэффициента, тем меньше тела проникают друг в друга, но более резкое увеличение силы удара. Чтобы узнать значение коэффициента для конкретного приложения, рекомендуется запустить ту же модель с различными моделями жесткого упора (или с различными моделями гидроцилиндра), пока они не показывают близкие результаты. Значением по умолчанию коэффициента является 1e12 N/m / (m/s).

Cylinder orientation

Задает ориентацию гидроцилиндра относительно глобального положительного направления. Цилиндр может быть установлен двумя различными способами, в зависимости от того, порождает ли он силу в положительном или в отрицательном направлении при подаче давления на вход. Если давление, приложенное к порту А, порождает силу в отрицательном направлении, установите параметр на Acts in negative direction. Значением по умолчанию является Acts in positive direction.

 Ограниченные параметры

Порты

Блок имеет следующие порты:

A

Гидравлический порт, сопоставленный с входным отверстием гидроцилиндра.

R

Порт Механического привода сопоставлен со штоком гидроцилиндра.

C

Порт механического привода, связанный с корпусом цилиндра.

P

Порт выходного физического сигнала на конце штока гидроцилиндра.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Введен в R2010a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте