Документация

Блок-схемы

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

Можно смоделировать жидкие блоки использования компонентов из библиотек Simscape Foundation или Simscape Fluids. Блоки Основы Simscape представляют идеализированные компоненты, такие как локальные ограничения, механические конвертеры и емкости 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 из различных библиотек Simscape Foundation или из нескольких специализированных физических продуктов моделирования.

Связь и сигнальные линии

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

Линии 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. Линии 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 линии 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 линии физического соединения должны соединить порты сохранения той же области. Рисунок показывает 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 с другим Гидравлическим портом, но не с Тепловым Жидким портом сохранения.

Чтобы соединить различные физические домены, необходимо использовать многодоменные блоки с портами, представляющими различные области. Блок Single-Acting Hydraulic Cylinder, показанный на рисунке, является одним таким блоком. Гидравлический порт соединяется с сетью Hydraulic, отображенной желтым. Порт механической передачи 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-Position Valve Actuator, 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. Рисунок показывает пример такого преобразования. Блок Simulink Sine Wave генерирует сигнал, что блок Simulink-PS Converter преобразует 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. Рисунок показывает пример такого преобразования. Блок Simscape Fluids Single-Acting Hydraulic Cylinder генерирует сигнал, что блок PS-Simulink Converter преобразует для графического вывода с блоком Simulink Scope.

Уравнения модели

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

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

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

Блоки Гидравлики представляют компоненты системы гидравлической мощности — гидравлический источник давления, распределительный клапан, предохранительный клапан и гидравлическая жидкость. Механические Поступательные блоки представляют компоненты ослабленного массово-пружинного генератора — масса, поступательная пружина и поступательный демпфер.

Линии связи представляют физические соединения между компонентами. Например, линия связи между Hydraulic Pressure Source и блоками 3-Way Directional Valve указывает на прямую связь между фактическими компонентами. Эта связь включает поток массы, энергии и импульса между источником и клапаном в процессе моделирования.

Порты сохранения соединения линий физического соединения того же типа. Гидравлические порты соединяются с другими Гидравлическими портами. Порты механической передачи соединяются с другими Портами механической передачи. Гидравлические и Механические Поступательные компоненты соединяются через многодоменный компонент, представленный блоком Single-Acting Hydraulic Cylinder.

Линии физического сигнала представляют входные параметры блока Simscape. Линия 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 преобразует 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.