В этом примере показано, как использовать Simulink®, чтобы создать модель с четырьмя гидравлическими цилиндрами. См. два связанных примера, которые используют те же основные компоненты: одна модель гидроцилиндра 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 гидросистем. 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 поступательных 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 транспортного средства и других приложениях. Автомобильные компоненты, такие как механизмы, шины, передачи, и гидротрансформаторы, также включены.
Рисунок 1 показывает схему верхнего уровня модели. Эта модель имеет один насос и четыре привода. То же давление насоса (p1) диски каждый цилиндрический блок и сумма их потоков загружают 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 площади постоянного отверстия от нуля до 0.002 sq.m..
Чтобы открыть эту модель, введите sldemo_hydcyl4 на терминале MATLAB® (нажимают на гиперссылку, если вы используете Справку MATLAB). Нажмите кнопку "Play" на панели инструментов модели, чтобы запустить симуляцию.
Модель регистрирует соответствующие данные к рабочему пространству MATLAB в Simulink. Объект SimulationOutput out. Данные о регистрации сигнала хранятся в в структуре под названием sldemo_hydcyl4_output. Регистрируемые сигналы имеют синий индикатор (см. модель). Для получения дополнительной информации, вид на море и доступ к Регистрации Сигнала Данных.
Рисунок 1: Четыре модели гидроцилиндра и результаты симуляции
Поток насоса начинается в 0.005 m3/sec (точно так же, как в одной модели гидроцилиндра), затем это спадает до 0.0025 m3/sec в t=0.05 sec. Параметры C1C2 CD\rho, и V30 идентичны тем в одной модели гидроцилиндра. Однако путем принятия отдельных значений для KA, и beta, каждый из этих четырех цилиндров показывает отличительные переходные процессы. 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 постоянная времени 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 бету модуля объемной упругости (как имел бы место с воздухом), таким образом мы ожидаем, что поршень 4 ответит более вяло, чем поршень 1.
Рисунок 2: Положения поршня 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, отбрасывания 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 больше рабочей жидкости переместило 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 положения поршня устойчивого состояния равны, как предсказано проектом.
Закройте модель. Очистите сгенерированные данные.
