В R2020a Изотермические Жидкие блоки были введены гидравлическим системам модели, где температура рабочей жидкости остается постоянной в процессе моделирования. Эти блоки предназначаются для тех же типов приложений как Блоки Гидравлики в библиотеке Foundation или Гидравлика (Изотермические) блоки в библиотеке Fluids (которые доступны с лицензией Simscape™ Fluids™). Все блоки Гидравлики в ваших моделях продолжают работать как прежде. Однако Изотермические Жидкие библиотечные блоки обеспечивают улучшенное удобство пользования, увеличенную точность и улучшенную сходимость моделирования.
Используя Изотермические Жидкие библиотечные блоки, чтобы смоделировать изотермические гидравлические системы обеспечивает улучшенное удобство пользования, увеличенную точность и улучшенную сходимость моделирования:
Оптимизированной библиотекой легче пользоваться, потому что она комбинирует блоки, которые выполняют ту же функцию, и добавляет блоки, которые улучшили опции параметризации. Например, блок Laminar Leakage (IL) обеспечивает выбор различных перекрестных частных конфигураций. Каждый из источников может быть сконфигурирован или как управляемый или как постоянный с блоком Flow Rate Source (IL), предоставляющим возможности для генерации или массовый расход жидкости или объемный расход. Точно так же блок Flow Rate Sensor (IL) позволяет вам измерить массовый расход жидкости, объемный расход или обоих. Блок Pressure Sensor (IL) обеспечивает выбор встроенных измерений (включая перепад давлений, абсолютное давление или абсолютное давление) и не требует дополнительных ссылочных блоков с учетом абсолютного нуля.
В библиотеке Hydraulic, только определенные блоки (те с эффектом сжимаемости) плотность модели как функция давления, в то время как другие блоки используют постоянную плотность (который задан как глобальный параметр рабочей жидкости). В отличие от этого все блоки в библиотеке Isothermal Liquid составляют плотность жидкости, являющуюся функцией давления. Библиотека Isothermal Liquid дает возможность задавать вашу рабочую жидкость путем выбора модели модуля объемной упругости и желаемой опции для моделирования суммы определенного воздуха. Эти выборы затем отражаются во всех уравнениях блока, которые увеличивают точность симуляции.
В изотермической жидкой области переменные Across и Through являются абсолютным давлением и массовым расходом жидкости (в гидравлической области, переменные являются абсолютным давлением и объемным расходом). Используя массовый расход жидкости, когда переменная Through (вместо объемного расхода) уменьшает потенциал для небольших ошибок в массовом сохранении, чтобы накапливаться в зависимости от времени из-за преобразования между массовыми и объемными количествами, и таким образом приводит к увеличенной точности.
В отличие от Гидравлических библиотечных блоков, трубопровод и блоки привода в библиотеке Isothermal Liquid рассчитывают сжимаемость жидкости по умолчанию, который уменьшает вероятность сухих узлов и делает симуляцию более устойчивой. Это также приводит к улучшенному удобству пользования, потому что вы не должны добавлять дополнительные блоки Constant Volume Chamber в свою модель, чтобы смягчить последствие сухих узлов.
Все уравнения блока в библиотеке Isothermal Liquid были оптимизированы, чтобы обеспечить плавные переходы, уменьшать нулевые пересечения и улучшить обработку нулевого потока и реверсирование потока. Эти улучшения увеличивают сходимость моделирования.
Изотермическая Жидкая библиотека блоков структурирована похожая на другие жидкие области, такие как библиотека Thermal Liquid. Эти библиотеки были оптимизированы, чтобы использовать в своих интересах последние функции языка Simscape, такие как условная видимость порта, и улучшить удобство пользования блока. В результате часто нет никакого взаимно-однозначного соответствия между Изотермическими Жидкими и Гидравлическими библиотечными блоками, и вы не можете легко заменить один другого.
hydraulicToIsothermalLiquid инструмент преобразования упрощает обновление моделей, автоматически заменяя Блоки Гидравлики на эквивалентные Изотермические Жидкие блоки, при попытке сохранить значения параметров и связи между блоками, если это возможно. После процесса преобразования инструмент сохраняет конвертированную модель под новым именем и генерирует отчет HTML, который перечисляет любые проблемы, с которыми сталкиваются во время процесса преобразования. Можно рассмотреть отчет HTML и вручную устранить остающиеся проблемы.
Когда местоположения порта блока Isothermal Liquid отличаются от исходного блока Hydraulic, инструмент помещает новый блок в подсистему, чтобы минимизировать перенаправление линий связи в блок-схеме. В большинстве случаев местоположения порта подсистемы совпадают с исходными портами блока Hydraulic, и поэтому первоначальный макет блок-схемы сохраняется. После процесса преобразования можно переместить новый блок из подсистемы и вручную перенаправить линии связи при желании.
После обновления, результатов симуляции для оригинала и конвертированной силы модели немного отличаться. Это различие может быть более явным при более высоких давлениях. Можно использовать Инспектора Данных моделирования, чтобы сравнить результаты.
Можно использовать hydraulicToIsothermalLiquid инструмент, чтобы преобразовать любой тип системы блок-схемы, такой как модель, подсистема или библиотека. Для получения дополнительной информации смотрите Системы Обновления с Enabled Ссылками Библиотеки, Моделями - ссылками и Ссылками Подсистемы.
Свойства жидкости по умолчанию в изотермической жидкой области отличаются от гидравлической области. Если ваша исходная модель содержит блок Custom Hydraulic Fluid, инструмент преобразования автоматически заменяет ее на блок Isothermal Liquid Properties (IL) и устанавливает его значения параметров совпадать с исходными свойствами жидкости.
Точно так же, если ваша модель содержит блок Hydraulic Fluid, который доступен с библиотеками Simscape Fluids, инструмент автоматически заменяет этот блок любой на блок Simscape Fluids Isothermal Liquid Predefined Properties (IL) (если тот блок содержит предопределенную жидкость соответствия), или с блоком Isothermal Liquid Properties (IL), устанавливая его значения параметров совпадать с исходными свойствами жидкости. Для получения дополнительной информации см., что Модели Simscape Fluids Обновления Содержат Гидравлику (Изотермические) Блоки (Simscape Fluids).
Если нет никакого блока свойств жидкости, присоединенного к схеме, блоки в этой схеме используют жидкость по умолчанию. Поскольку свойства жидкости по умолчанию в изотермической жидкой области отличаются от гидравлической области, инструмент преобразования выдает предупреждение, если нет никакого блока Custom Hydraulic Fluid или блока Hydraulic Fluid нигде в модели. Однако инструмент преобразования не обнаруживает ситуации, где модель имеет несколько гидросхем, некоторые из которых не содержат блок, определяющий свойства жидкости.
После выполнения инструмента преобразования смотрите свою модель для схем, которые не содержат блок Isothermal Liquid Properties (IL) или Isothermal Liquid Predefined Properties (IL). Добавьте блок Isothermal Liquid Properties (IL) вручную и настройте его параметры по мере необходимости. Чтобы совпадать с гидравлическими свойствами жидкости по умолчанию, установите следующие значения параметров блоков:
Liquid density at atmospheric pressure (no entrained air): 850 kg/m^3
Liquid isothermal bulk modulus at atmospheric pressure (no entrained air): 0.8e9 Pa
Kinematic viscosity at atmospheric pressure: 18e-6 m^2/s
Используйте значения по умолчанию для других параметров блоков.
Блок Hydraulic Resistive Tube считает только для перепада давления из-за вязкой силы трения и игнорирует инерцию и динамические эффекты сжимаемости на жидком давлении. В гидравлических моделях этот блок часто объединяется с Constant Volume Hydraulic Chamber и блоками Fluid Inertia к сжимаемости жидкости модели и инерции. Инструмент преобразования обрабатывает каждый блок индивидуально. Однако после выполнения инструмента преобразования, можно заменить целую группу блоков с одним блоком Pipe (IL) и сконфигурировать его, чтобы смоделировать динамическую сжимаемость и эффекты инерции жидкости по мере необходимости.
Таблица показывает некоторые примеры настроек блока Hydraulic и соответствия с параметризацией заменяющего блока Pipe (IL).
| Старая модель | Новая модель |
|---|---|
|
Fluid dynamic compressibility — |
|
Fluid dynamic compressibility — Инерция Жидкости Initial liquid pressure — |
|
Fluid dynamic compressibility — Инерция Жидкости Initial liquid pressure — Initial mass flow rate from port A to port B — начинающееся значение переменной Flow rate в плотности жидкости времен блока Fluid Inertia (извлеченный из блока Custom Hydraulic Fluid или Hydraulic Fluid, соединенного со схемой) |
Направление интерфейсной силы в блоке Translational Hydro-Mechanical Converter является противоположностью силы в блоке Translational Mechanical Converter (IL). В блоке Hydraulic положительное направление силы от порта C до порта R, в то время как в Изотермической Жидкости и других библиотеках жидкостей, положительная интерфейсная сила от порта R до порта C.
Если вы регистрируете эту переменную, изменяете ваш код, чтобы изменить знак. Имя переменной также изменилось от f в блоке Hydraulic к interface_force в блоке Isothermal Liquid.
hydraulicToIsothermalLiquid инструмент преобразования заменяет Блоки Гидравлики в вашей модели с эквивалентными Изотермическими Жидкими блоками.
Таблица приводит Блоки Гидравлики в библиотеке Foundation и замене Изотермические Жидкие блоки. Для получения информации о блоках из библиотеки Fluids> Hydraulics (Isothermal) см., что Модели Simscape Fluids Обновления Содержат Гидравлику (Изотермические) Блоки (Simscape Fluids).
Блокируйте замену
| Старая модель | Новая модель |
|---|---|
Constant Area Hydraulic Orifice | Local Restriction (IL) Restriction type — |
Constant Volume Hydraulic Chamber | Constant Volume Chamber (IL) |
Fluid Inertia | Этот блок не сопоставляет непосредственно с библиотеками Isothermal Liquid. Инструмент преобразования комментирует блок. Чтобы сохранить размещение схемы, инструмент преобразования помещает прокомментированный блок в подсистему и соединяет порты подсистемы, чтобы обойти блок. Инструмент преобразования также создает соответствующую запись в разделе Removed Blocks отчета HTML. Для получения информации о том, как можно смоделировать инерцию жидкости с помощью блока Pipe (IL), видеть Трубопроводы. |
Hydraulic Cap | Этот блок не сопоставляет с библиотеками Isothermal Liquid, потому что вы больше не должны отключать несвязанные порты сохранения в своей модели. Инструмент преобразования комментирует блок, удаляет линию связи и устанавливает переменную Through в порте, раньше соединенном с этим блоком к 0. Инструмент преобразования также создает соответствующую запись в разделе Removed Blocks отчета HTML. Если вы использовали блок Hydraulic Cap, чтобы установить начальное значение для переменной Pressure, считайте изменение начального значения давления в блоке раньше соединенным с блоком Hydraulic Cap. |
Hydraulic Piston Chamber | Этот блок не сопоставляет с библиотеками Isothermal Liquid, потому что можно смоделировать сжимаемость жидкости непосредственно в механических блоках конвертера. Инструмент преобразования комментирует блок и создает соответствующую запись в разделе Removed Blocks отчета HTML. |
Hydraulic Reference | Reservoir (IL) |
Hydraulic Resistive Tube | Pipe (IL) |
Infinite Hydraulic Resistance | Infinite Flow Resistance (IL) |
Linear Hydraulic Resistance | Laminar Leakage (IL) |
Rotational Hydro-Mechanical Converter | Rotational Mechanical Converter (IL) |
Translational Hydro-Mechanical Converter | Translational Mechanical Converter (IL) |
Variable Area Hydraulic Orifice | Local Restriction (IL) Restriction type — |
Variable Hydraulic Chamber | Этот блок не сопоставляет с библиотеками Isothermal Liquid, потому что можно смоделировать сжимаемость жидкости непосредственно в механических блоках конвертера. Инструмент преобразования комментирует блок и создает соответствующую запись в разделе Removed Blocks отчета HTML. |
Hydraulic Flow Rate Sensor | Flow Rate Sensor (IL) |
Hydraulic Pressure Sensor | Pressure Sensor (IL) |
Hydraulic Constant Flow Rate Source | Flow Rate Source (IL) Source type — Flow rate type — |
Hydraulic Constant Mass Flow Rate Source | Flow Rate Source (IL) Source type — Flow rate type — |
Hydraulic Constant Pressure Source | Pressure Source (IL) Source type — |
Hydraulic Flow Rate Source | Flow Rate Source (IL) Source type — Flow rate type — |
Hydraulic Mass Flow Rate Source | Flow Rate Source (IL) Source type — Flow rate type — |
Hydraulic Pressure Source | Pressure Source (IL) Source type — |
Custom Hydraulic Fluid | Isothermal Liquid Properties (IL) |
Инструмент преобразует блоки из библиотеки Foundation> Hydraulic и из библиотеки Fluids> Hydraulics (Isothermal), которая доступна с Simscape Fluids. Однако инструмент не преобразует пользовательские блоки с гидравлическими портами. Инструмент также не преобразует прокомментированный блоки и подсистемы, на которые ссылаются.
Раздел Broken Connections отчета HTML является индикатором неконвертированных блоков в вашей модели. Поврежденные связи заканчиваются, если инструмент не удается преобразовать гидравлический блок и затем пытается соединить его с успешно конвертированными Изотермическими Жидкими блоками. В этом случае инструмент преобразования подсвечивает поврежденные связи в блок-схеме. Раздел Broken Connections отчета HTML содержит гиперссылки на Изотермические Жидкие блоки с поврежденными связями и гиперссылку на блок Interface (H-IL). Можно использовать этот блок, чтобы восстановить поврежденные связи.
hydraulicToIsothermalLiquid инструмент преобразования пытается сохранить значения параметров блоков, если это возможно. Иногда бесшовное автоматическое преобразование не возможно, и вам придется настроить значения параметров вручную или рассмотреть использование различной опции моделирования. Таблица приводит примеры сообщений преобразования в отчете HTML, объяснениях и рекомендуемых действиях. Фактические сообщения, которые вы получаете, могут немного отличаться в зависимости от значений параметров в вашей модели.
| Сообщение | Причина | Предлагаемые действия |
|---|---|---|
Добавьте блок Isothermal Liquid Properties (IL), чтобы задать жидкие свойства. Свойства по умолчанию в Изотермической Жидкой области отличаются от Гидравлической области. | Модель не содержит блок Custom Hydraulic Fluid или блок Hydraulic Fluid. | Для получения дополнительной информации и предлагаемые действия, смотрите Свойства жидкости. |
Начало значения Скорости потока жидкости удалено. Корректировка начальных условий модели может требоваться. | Блок Constant Volume Hydraulic Chamber в исходной модели позволяет вам задать приоритет инициализации и цель для переменной Volumetric flow rate into chamber. Заменяющий блок Constant Volume Chamber (IL) не отсоединяет эту переменную для инициализации. Если переменная в исходном блоке Hydraulic имела приоритет инициализации None, поведение нового блока является тем же самым, и никакое действие не необходимо. Инструмент преобразования выдает предупреждение, только если приоритетом инициализации является или High или Low. | Чтобы видеть приоритет инициализации и начинающееся значение для рассматриваемой переменной, откройте диалоговое окно блока исходного блока Hydraulic и посмотрите на вкладку Variables. Используйте Переменное Средство просмотра, чтобы сравнить результаты инициализации. |
Начало значений увеличения Диаметра и Скорости потока жидкости удалено. Корректировка начальных условий модели может требоваться. | Блок Constant Volume Hydraulic Chamber в исходной модели имеет набор параметров Chamber wall type к Если переменные в исходном блоке Hydraulic имели приоритет инициализации None, поведение нового блока является тем же самым, и никакое действие не необходимо. Инструмент преобразования выдает предупреждение только для переменных с приоритетом инициализации или High или Low. Если только одной из этих двух переменных установили его приоритет инициализации на High или Low, то сообщение упоминает только ту переменную. | Чтобы видеть приоритет инициализации и начинающееся значение для рассматриваемой переменной, откройте диалоговое окно блока исходного блока Hydraulic и посмотрите на вкладку Variables. Используйте Переменное Средство просмотра, чтобы сравнить результаты инициализации. |
Начало значений Скорости потока жидкости и Перепада давления удалено. Корректировка начальных условий модели может требоваться. | Несколько Блоков Гидравлики, таких как отверстия или гидромеханические конвертеры, имеют вкладку Variables, где можно задать приоритет инициализации и цели для переменных Flow rate и Pressure differential. Эквивалентные Изотермические Жидкие блоки не отсоединяют эти переменные для инициализации. Если переменные в исходном блоке Hydraulic имели приоритет инициализации None, поведение нового блока является тем же самым, и никакое действие не необходимо. Инструмент преобразования выдает предупреждение только для переменных с приоритетом инициализации или High или Low. Если только одной из этих двух переменных установили его приоритет инициализации на High или Low, то сообщение упоминает только ту переменную. | Чтобы видеть приоритет инициализации и начинающееся значение для рассматриваемой переменной, откройте диалоговое окно блока исходного блока Hydraulic и посмотрите на вкладку Variables. Используйте Переменное Средство просмотра, чтобы сравнить результаты инициализации. |
Блокируйте использование Мертвый объем 1e-4 м^3. Корректировка Мертвого объема может требоваться. | Блок Rotational Hydro-Mechanical Converter или Translational Hydro-Mechanical Converter в исходной модели имеет набор параметров Compressibility к | Комплекты инструментальных средств преобразования параметр Dead volume в заменяющем блоке Isothermal Liquid к тому же значению как в исходном блоке Hydraulic. (Исходный блок Hydraulic использовал этот параметр только со сжимаемостью на.) Инструмент также распечатывает значение параметров для вашего удобства. Настройте это значение при желании. |
Блокируйте Интерфейс использования начальное смещение 0 м. Корректировка Интерфейсного начального смещения может требоваться. | Блок Translational Hydro-Mechanical Converter в исходной модели имеет набор параметров Compressibility к | Комплекты инструментальных средств преобразования параметр Interface initial displacement в заменяющем блоке Isothermal Liquid к значению параметра Piston initial position в исходном блоке Hydraulic (даже при том, что этот параметр не использовался со сжимаемостью прочь.) Инструмент также распечатывает значение параметров для вашего удобства. Настройте это значение при желании. |
Блокируйте Интерфейс использования начальное вращение 0 рад. Корректировка Интерфейсного начального вращения может требоваться. | Блок Rotational Hydro-Mechanical Converter в исходной модели имеет набор параметров Compressibility к | Комплекты инструментальных средств преобразования параметр Interface initial rotation в заменяющем блоке Isothermal Liquid к значению параметра Shaft initial angle в исходном блоке Hydraulic (даже при том, что этот параметр не использовался со сжимаемостью прочь.) Инструмент также распечатывает значение параметров для вашего удобства. Настройте это значение при желании. |
Поместите в камеру набор спецификации к твердому. Чтобы смоделировать гибкий объем, рассмотрите использование блока Simscape Fluids Pipe (IL). | Блок Constant Volume Hydraulic Chamber в исходной модели имеет набор параметров Chamber wall type к | Если у вас есть лицензия Simscape Fluids, можно использовать блок Pipe (IL) из библиотеки Fluids> Isothermal Liquid> Pipes & Fittings как замена. |
Рассмотрите корректировку начального давления в ранее связанном блоке. | Блок Hydraulic Cap в исходной модели был удален. | Для получения дополнительной информации и предлагаемые действия, смотрите Замену Блока. |
Рассмотрите сжимаемость жидкости моделирования с блоком Translational Mechanical Converter (IL). | Блок Variable Hydraulic Chamber или Hydraulic Piston Chamber в исходной модели был удален. | Для получения дополнительной информации и предлагаемые действия, смотрите Замену Блока. |
Рассмотрите инерцию жидкости моделирования с блоком Pipe (IL). | Блок Fluid Inertia в исходной модели был удален. | Для получения дополнительной информации и предлагаемые действия, смотрите Замену Блока. |
Критический набор числа Рейнольдса к 150. | Блок Constant Area Hydraulic Orifice или Variable Area Hydraulic Orifice в исходной модели имеет набор параметров Laminar transition specification к | Блок Local Restriction (IL) задает переход между ламинарным и турбулентным режимом критическим числом Рейнольдса и комплектами инструментальных средств преобразования значение по умолчанию 150 для параметра Critical Reynolds number. Если исходный блок Hydraulic использовал значение параметров Laminar flow pressure ratio по умолчанию Если значение параметров Laminar flow pressure ratio в исходном блоке существенно отличалось, вы можете должны быть настроить значение параметров Critical Reynolds number в заменяющем блоке. |
Максимальный набор области ограничения к 1e10 м^2. | Блок Variable Area Hydraulic Orifice не имеет параметра, который задает максимальную площадь, блок принимает, что максимальной площадью является | Комплекты инструментальных средств преобразования параметр Maximum restriction area в заменяющем блоке Local Restriction (IL) к произвольному большому значению, Настройте это значение при желании. |
Исходный блок имел отношение Удельной теплоемкости 1,4. Установите Воздух политропный индекс на это значение в блоке Isothermal Liquid Properties (IL). | Несколько Блоков Гидравлики, таких как емкости или гидромеханические конвертеры, имеют параметр Specific heat ratio. В изотермической жидкой области все свойства жидкости заданы в блоке Isothermal Liquid Properties (IL). | Инструмент преобразования распечатывает значение параметра Specific heat ratio в исходном блоке для вашего удобства. Откройте блок Isothermal Liquid Properties (IL), соединенный со схемой, и установите ее параметр Air polytropic index на это значение. |
Можно использовать hydraulicToIsothermalLiquid инструмент, чтобы преобразовать любой тип системы блок-схемы, такой как модель, подсистема или библиотека. Однако инструмент добавляет _converted к имени исходного файла, чтобы не заменить исходные файлы и позволять сравнение между исходными и конвертированными файлами. В результате, если вы преобразуете модель, которая содержит блоки Гидравлики от пользовательских библиотек Simulink® или модели, на которые ссылаются, или подсистемы с блоками Гидравлики, преобразовывая эти библиотеки и подсистемы не достаточно потому что конвертированные неподвижные точки модели к исходным библиотекам, моделям и подсистемам.
Если ваша модель содержит ссылки или ссылки на другие библиотеки, модели или подсистемы, которые также должны быть преобразованы, то следующий подход рекомендуется:
Используйте hydraulicToIsothermalLiquid инструмент преобразования на каждом файле.
В каждом конвертированном файле найдите любые модели - ссылки, ссылки подсистемы, и включил ссылки библиотеки. Переименуйте их, чтобы указать на соответствующую конвертированную модель, подсистему или библиотеку:
Для блока со ссылкой библиотеки обновите ReferenceBlock параметр.
Для модели - ссылки обновите ModelFile параметр.
Для ссылки подсистемы обновите ReferencedSubsystem параметр.
Можно сделать это программно при помощи find_system и set_param.
В отчете HTML, сгенерированном для каждой системы, используйте раздел Broken Connections, чтобы найти и восстановить неработающие ссылки.
Сравните результаты симуляции конвертированной модели к исходной модели, чтобы гарантировать, что результаты как ожидалось. В отчете HTML исследуйте сообщения в разделах Parameter Warnings и Removed Blocks. Сообщения в этих разделах указывают, ожидаются ли изменения поведения и предлагают надлежащие меры.
После того, как удовлетворенный, что конвертированные системы ведут себя как ожидалось, возвратите имена системы к исходным единицам путем удаления _converted. Рекомендуется, чтобы вы выполнили этот шаг после того, как предыдущие шаги были завершены, потому что программное обеспечение Simulink не позволяет вам загрузить две различных системы с тем же именем одновременно.
Альтернативный подход должен преобразовать системную часть частью блок-схемы, с помощью блока Interface (H-IL), чтобы соединить конвертированные части блок-схемы к любым неконвертированным библиотекам или подсистемам. Затем однажды каждая из библиотек, модели, на которые ссылаются и подсистемы, на которые ссылаются, также преобразованы и проверены, удаляют _converted с его имени удалите блоки Interface (H-IL) и восстановите поврежденные связи.
hydraulicToIsothermalLiquid | Interface (H-IL) | Инспектор данных моделирования
