Nonlinear Translational Spring

Поступательная пружина на основе полинома или параметризации поиска по таблице

Библиотека

Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives / Springs & Dampers

Описание

Блок представляет поступательную пружину нелинейной кривой смещения силы. Величина упругой силы является общей функцией смещения. Это не должно удовлетворять закону Гука. Полином и параметризация поиска по таблице обеспечивают два способа задать отношение смещения силы. Упругая сила может быть симметричной или асимметричной относительно нулевой деформации.

Симметричная полиномиальная параметризация задает упругую силу согласно выражению

$F = k_{1} x + s i g n (x) \cdot k_{2} x^{2} + k_{3} x^{3} + s i g n (x) \cdot k_{4} x^{4} + k_{5} x^{5},$

где:

F Упругая сила
k ₁, k ₂..., k ₅ — коэффициенты Spring
x Относительное смещение между портами R и C, $x = x_{i n i t} + x_{R} - x_{C}$
x _init — Начальное относительное смещение
x _R — Абсолютное смещение сопоставлено с портом R
x _C — Абсолютное смещение сопоставлено с портом C

При симуляции запускаются (t=0), x _R и x _C являются нулем, делая x равным x _init.

Чтобы избежать нулевых пересечений, которые замедляют симуляцию, устраните знаковую функцию из многочленного выражения путем определения нечетного полинома (b ₂, b ₄ = 0).

Асимметричная полиномиальная параметризация задает упругую силу согласно выражению:

$F = {\begin{matrix} k_{1 t} x + k_{2 t} x^{2} + k_{3 t} x^{3} + k_{4 t} x^{4} + k_{5 t} x^{5}, & x \geq 0 \\ k_{1 c} x + k_{2 c} x^{2} + k_{3 c} x^{3} + k_{4 c} x^{4} + k_{5 c} x^{5}, & x < 0 \end{matrix},$

где:

k ₁, k ₂..., k ₅ — коэффициенты Натяжения пружины
k ₁, k ₂..., k ₅ — коэффициенты сжатия Spring

Обе полиномиальной параметризации использует многочленное выражение пятого порядка. Чтобы использовать полином более низкоуровневый, обнулите ненужные коэффициенты высшего порядка. Чтобы использовать полином высшего порядка, соответствуйте к полиному более низкоуровневому или использовать параметризацию поиска по таблице.

Параметризация поиска по таблице задает крутящий момент затухания на основе набора векторов скорости вращения и крутящего момента. Если не заданный, блок автоматически добавляет точку данных в начале координат (нулевая скорость вращения и нулевой крутящий момент).

Переменные

Используйте вкладку Variables, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

В отличие от параметров блоков, переменные не имеют условной видимости. Вкладка Variables перечисляет все существующие переменные в блоках. Если переменная не используется в системе уравнений, соответствующей выбранной настройке блока, значения, заданные для этой переменной, проигнорированы.

Порты

C: Вращательный порт сохранения
R: Вращательный порт сохранения

Параметры

Parameterization

Выберите пружинную параметризацию. Опциями является By polynomial и By table lookup.

Полиномом

Задайте коэффициенты полиномиальной пружинной функции.

Symmetry

Выберите между симметричной и двухсторонней полиномиальной параметризацией.

Symmetric — Задайте один набор полиномиальных коэффициентов, управляющих упругой силой и в силе и в сжатии.
Vector of spring coefficients
Введите вектор с пятью элементами с полиномиальными пружинными коэффициентами. Самый высокий ненулевой порядок должен быть положительным. Физические единицы измерения для первого коэффициента.
Вектором по умолчанию является [100 0 10 0 1]. Модулем по умолчанию является N/m.
Two-sided — Задайте два набора полиномиальных коэффициентов, управляющих упругой силой, один для положительных относительных смещений, другого для отрицательных относительных смещений.
Vector of spring tension coefficients
Введите вектор с пятью элементами с полиномиальными коэффициентами натяжения пружины. Физические единицы измерения для первого коэффициента.
Вектором по умолчанию является [100 0 10 0 1]. Модулем по умолчанию является N/m.
Vector of spring compression coefficients
Введите вектор с пятью элементами с полиномиальными пружинными коэффициентами сжатия. Физические единицы измерения для первого коэффициента.
Вектором по умолчанию является [1000 –10 100 0 0]. Модулем по умолчанию является N/m.

Поиском по таблице

Deformation vector

Введите вектор с относительными значениями смещения. вектор требует минимального числа элементов, на основе выбранного метода интерполяции — два для Linear, и три для Smooth. Число элементов должно совпадать с вектором силы. Если не включенный в вектор, блок автоматически добавляет точку в начале координат, соответствующем, чтобы обнулить смещение и нулевую силу. Если вектор включает нулевое значение, то вектор силы должен содержать соответствующее нулевое значение.

Force vector

Введите вектор, содержащий значения силы, которые соответствуют значениям вектора деформации. Вектор должен содержать минимальное число элементов на основе метода интерполяции: два для Linear, и три для Smooth. Вектор должен также содержать то же число элементов как вектор деформации. Если не включенный в векторы, блок автоматически добавляет точку в (0,0) координата силы деформации.

Interpolation Method

Выберите метод, используемый, чтобы найти промежуточные значения скоростной силы между точками данных поиска по таблице.

Linear — Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую эффективность.
Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).

Extrapolation Method

Выберите метод, используемый, чтобы вычислить значения вне области значений данных о поиске по таблице.

Linear — Выберите эту опцию, чтобы произвести линию, соединяющую соседние значения в области экстраполяции и за пределами с областью интерполяции.
Nearest — Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выше самой высокой или ниже самой низкой точки в области данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).

Расширенные возможности

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

Введенный в R2013a

Документация

Nonlinear Translational Spring

Библиотека

Описание

Переменные

Порты

Параметры

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Simscape Driveline

Поддержка

Документация

Nonlinear Translational Spring

Библиотека

Описание

Переменные

Порты

Параметры

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Simscape Driveline

Поддержка

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