Поворотный привод двойного действия (IL)

Вращающийся привод двойного действия в системе изотермической жидкости

Библиотека:
Simscape/Жидкости/Изотермическая жидкость/Исполнительные механизмы

Описание

Блок поворотного привода двойного действия (IL) моделирует поворотный привод в изотермической жидкостной сети. Исполнительный механизм преобразует перепад давления между двумя камерами в механический крутящий момент. Движение поршня, когда он близок к полному удлинению или полной уборке, ограничивается одной из трех моделей жесткой остановки.

Отверстия А и В представляют собой отверстия для сохранения изотермической жидкости, связанные с входами камеры А и камеры В соответственно. Порт R связан с валом исполнительного механизма, а порт C - с эталонным корпусом исполнительного механизма. Если для параметра «Механическая ориентация» задано значение Pressure at A causes positive rotation of R relative to Cдавление в камере А вызывает положительное вращение вала в отверстии R относительно отверстия C. Когда угол вала рассчитывается внутри, порт q физического сигнала сообщает угол вала. Когда угол устанавливается соединением с соединением Simscape™ Multibody™, он принимается как физический сигнал на порте q.

Смещение

Смещение поршня измеряется как положение в отверстии R относительно отверстия C. Механическая ориентация определяет направление перемещения поршня. Перемещение поршня нейтрально, или 0, когда объем камеры равен мертвому объему камеры. При приеме смещения в качестве входа убедитесь, что производная положения равна скорости поршня. Это происходит автоматически в том случае, когда входные данные поступают от соединения блока «Вращательный многожильный интерфейс» к соединению Simscape Multibody.

Модель жесткого останова

Чтобы избежать механических повреждений исполнительного механизма, когда он полностью выдвинут или полностью убран, исполнительный механизм обычно демонстрирует нелинейное поведение, когда поршень приближается к этим пределам. Блок однонаправленного поворотного привода (IL) моделирует это поведение с помощью выбора из трех моделей жесткого упора, которые моделируют соответствие материала с помощью пружинной демпферной системы. Модели жесткого останова:

Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound.
Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound.
Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound.

Сила жесткой остановки моделируется, когда поршень находится на верхней или нижней границе. Граничная область находится в пределах переходной области начального перемещения хода или поршня. За пределами этой области $_{FHardStop} =$ 0.

Дополнительные сведения об этих параметрах см. на странице Вращающийся блок жесткого останова.

Схемы блоков

Блок поворотного привода двойного действия (IL) состоит из трех блоков библиотеки фундаментов:

Нижележащие компоненты блока

Утечка

Ламинарная утечка не учитывается в блоке поворотного привода двойного действия (IL). Чтобы включить утечку в моделирование, задайте для параметра геометрии поперечного сечения значение Custom и подключите порты A и B к портам A и B блока ламинарной утечки (IL).

Добавление утечки в моделирование

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` - Жидкостное отверстие для камеры А
изотермическая жидкость

Порт экономии изотермической жидкости, связанный с камерой А привода.

`B` - Жидкостное отверстие для камеры B
изотермическая жидкость

Отверстие для сохранения изотермической жидкости, связанное с камерой B привода.

`R` - Вал привода
механический поступательный

Механическое отверстие для сохранения вращения, связанное с угловой скоростью вала и крутящим моментом.

`C` - Корпус привода
механический поступательный

Механическое поворотное защитное отверстие, связанное с эталонным корпусом цилиндра.

Вход

развернуть все

`q` - Угол вала
физический сигнал

Угол вала, принимаемый как физический сигнал от блока Simscape Multibody.

Зависимости

Чтобы открыть этот порт, установите для параметра Вращение вала из камеры A значение Provide input signal from Multibody joint.

Продукция

развернуть все

`q` - Угол привода
физический сигнал

Угол вала, сообщаемый как физический сигнал.

Зависимости

Чтобы открыть этот порт, установите для параметра Вращение вала из камеры A значение Calculate from angular velocity of port R relative to port C.

Параметры

развернуть все

Привод

`Mechanical orientation` - Ориентация привода
`Pressure at A causes positive rotation of R relative to C` (по умолчанию) | `Pressure at A causes negative rotation of R relative to C`

Соглашение о перемещении поршня. Pressure at A causes positive displacement of R relative to C соответствует положительному вращению, когда R - C является положительным. Pressure at A causes negative displacement of R relative to C соответствует отрицательному вращению, когда R - C является положительным.

`Volume displacement in chamber A` - Объемное смещение
`1e-4 m^3/rad` (по умолчанию) | положительный скаляр

Эффективное перемещение привода в камере А.

`Volume displacement in chamber B` - Объемное смещение
`1e-4 m^3/rad` (по умолчанию) | положительный скаляр

Эффективное перемещение привода в камере B.

`Stroke` - Угол
`5.0 rad` (по умолчанию) | положительный скаляр

Максимальный ход вала между упорами.

`Dead volume in chamber A` - Объем жидкости
`1e-5 m^3` (по умолчанию) | положительный скаляр

Объем жидкости, который остается в камере А, когда вал расположен в начале хода.

`Dead volume in chamber B` - Объем жидкости
`1e-5 m^3` (по умолчанию) | положительный скаляр

Объем жидкости, который остается в камере В, когда вал расположен в начале хода.

`Environment pressure specification` - Источник эталонного давления
`Atmospheric pressure` (по умолчанию) | `Specified pressure`

Выбор давления окружающей среды. Опции включают Atmospheric pressure и Specified pressure.

`Environment pressure` - Определяемый пользователем эталон давления
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр

Давление вне корпуса привода. Это давление противодействует давлению внутри исполнительных камер. Нулевое значение соответствует вакууму.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Environment pressure specification значение Specified pressure.

Жесткая остановка

`Hard stop stiffness coefficient` - Коэффициент жесткости
`1e6` N * m/rad (по умолчанию) | положительный скаляр

Задает упругость вращательного блока жесткого упора. Чем больше значение параметра, тем жестче становится удар между стержнем и упором. Более низкие значения приводят к более мягкому контакту и обычно повышают эффективность моделирования и сходимость.

`Hard stop damping coefficient` - Коэффициент демпфирования
`150` N * m (рад/с) (по умолчанию) | положительный скаляр

Определяет свойство рассеивания столкнувшихся тел для блока «Жесткая остановка вращения». При нулевом демпфировании удар является упругим. Чем больше значение параметра, тем больше рассеяние энергии при взаимодействии поршень-упор. Демпфирование влияет на движение ползуна до тех пор, пока ползун находится в контакте с упором, включая период, когда ползун оттягивается от контакта. Установите для этого параметра ненулевое значение, чтобы повысить эффективность и сходимость моделирования.

`Hard stop model` - Выбор модели для приложения усилия к поршню при полном выпуске или уборке
`Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound` (по умолчанию) | `Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound` | `Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound`

Выбор модели для усилия на поршень при полном удлинении или полной уборке. Дополнительные сведения см. в разделе Блок поворотного жесткого стопора.

`Transition region` - Переходный регион
`0.001 rad` (по умолчанию) | положительный скаляр

Расстояние, ниже которого масштабирование применяется к силе жесткого упора. Контактное усилие равно нулю, если расстояние до жесткого упора равно значению этого параметра. Когда расстояние до жесткого упора равно нулю, контактная сила находится на своем полном значении.

Начальные условия

`Shaft rotation from chamber A` - Метод определения угла вала
`Calculate from velocity of port R relative to port C` (по умолчанию) | `Provide input signal from Multibody joint`

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ВАЛА. Блок может получать угол от блока Multibody, если установлен в Provide input signal from Multibody jointили вычисляет внутренний угол, о котором сообщается на порте q.

`Initial shaft rotation from chamber A` - Начальное вращение
`0 rad` (по умолчанию) | скаляр

Положение привода в начале моделирования. Это значение находится между 0 и значение Штрих в положительной ориентации, и 0 и отрицательное значение обводки в отрицательной ориентации.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Вращение вала из камеры A значение Calculate from velocity of port R relative to port C.

`Fluid dynamic compressibility` - Сжимаемость жидкости
`On` (по умолчанию) | `Off`

Следует ли моделировать какое-либо изменение плотности жидкости из-за сжимаемости жидкости. Если для параметра «Сжимаемость жидкости» установлено значение On, изменения, обусловленные массовым расходом в блок, вычисляются в дополнение к изменениям плотности, обусловленным изменениями давления. В библиотеке изотермической жидкости все блоки вычисляют плотность как функцию давления.

`Initial liquid pressure in chamber A` - Давление жидкости
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр

Давление в камере привода А в начале моделирования.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Динамическая сжимаемость жидкости значение On.

`Initial liquid pressure in chamber B` - Давление жидкости
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр

Давление в полости привода Б в начале моделирования.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Динамическая сжимаемость жидкости значение On.

Примеры модели

Sequencing Circuit for Two Rotary Actuators

Схема последовательности для двух поворотных приводов

Последовательная схема, основанная на четырех обратных клапанах, установленных в напорной и возвратной линиях второго поворотного привода. Давление растрескивания обратных клапанов измерителя устанавливается достаточно высоким, чтобы предотвратить поток во вращающийся исполнительный механизм 2, в то время как вращающийся исполнительный механизм 1 вращается, но ниже, чем давление, которое развивается, когда вращающийся исполнительный механизм 1 достигает своего жесткого упора. В результате вращающийся исполнительный механизм 2 начинает движение только после того, как вращающийся исполнительный механизм 1 завершает свой ход.

См. также

Привод двойного действия (G-IL) | Привод двойного действия (IL) | Вращающийся исполнительный механизм одностороннего действия (IL) | Привод одностороннего действия (IL) | Поворотный привод одинарного действия (IL)

Темы

Подключение сетей Simscape к множественным соединениям Simscape

Представлен в R2020a

Документация

Поворотный привод двойного действия (IL)

Описание

Смещение

Модель жесткого останова

Схемы блоков

Утечка

Порты

Сохранение

A - Жидкостное отверстие для камеры А изотермическая жидкость

B - Жидкостное отверстие для камеры B изотермическая жидкость

R - Вал привода механический поступательный

C - Корпус привода механический поступательный

Вход

q - Угол вала физический сигнал

Зависимости

Продукция

q - Угол привода физический сигнал

Зависимости

Параметры

Привод

Mechanical orientation - Ориентация привода Pressure at A causes positive rotation of R relative to C (по умолчанию) | Pressure at A causes negative rotation of R relative to C

Volume displacement in chamber A - Объемное смещение 1e-4 m^3/rad (по умолчанию) | положительный скаляр

Volume displacement in chamber B - Объемное смещение 1e-4 m^3/rad (по умолчанию) | положительный скаляр

Stroke - Угол 5.0 rad (по умолчанию) | положительный скаляр

Dead volume in chamber A - Объем жидкости 1e-5 m^3 (по умолчанию) | положительный скаляр

Dead volume in chamber B - Объем жидкости 1e-5 m^3 (по умолчанию) | положительный скаляр

Environment pressure specification - Источник эталонного давления Atmospheric pressure (по умолчанию) | Specified pressure

Environment pressure - Определяемый пользователем эталон давления 0.101325 MPa (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Жесткая остановка

Hard stop stiffness coefficient - Коэффициент жесткости 1e6 N * m/rad (по умолчанию) | положительный скаляр

Hard stop damping coefficient - Коэффициент демпфирования 150 N * m (рад/с) (по умолчанию) | положительный скаляр

Transition region - Переходный регион 0.001 rad (по умолчанию) | положительный скаляр

Начальные условия

Shaft rotation from chamber A - Метод определения угла вала Calculate from velocity of port R relative to port C (по умолчанию) | Provide input signal from Multibody joint

Initial shaft rotation from chamber A - Начальное вращение 0 rad (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Fluid dynamic compressibility - Сжимаемость жидкости On (по умолчанию) | Off

Initial liquid pressure in chamber A - Давление жидкости 0.101325 MPa (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Initial liquid pressure in chamber B - Давление жидкости 0.101325 MPa (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Примеры модели

Схема последовательности для двух поворотных приводов

См. также

Темы

Документация по жидкостям Simscape

Поддержка

`A` - Жидкостное отверстие для камеры А
изотермическая жидкость

`B` - Жидкостное отверстие для камеры B
изотермическая жидкость

`R` - Вал привода
механический поступательный

`C` - Корпус привода
механический поступательный

`q` - Угол вала
физический сигнал

`q` - Угол привода
физический сигнал

`Mechanical orientation` - Ориентация привода
`Pressure at A causes positive rotation of R relative to C` (по умолчанию) | `Pressure at A causes negative rotation of R relative to C`

`Volume displacement in chamber A` - Объемное смещение
`1e-4 m^3/rad` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Volume displacement in chamber B` - Объемное смещение
`1e-4 m^3/rad` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Stroke` - Угол
`5.0 rad` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Dead volume in chamber A` - Объем жидкости
`1e-5 m^3` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Dead volume in chamber B` - Объем жидкости
`1e-5 m^3` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Environment pressure specification` - Источник эталонного давления
`Atmospheric pressure` (по умолчанию) | `Specified pressure`

`Environment pressure` - Определяемый пользователем эталон давления
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Hard stop stiffness coefficient` - Коэффициент жесткости
`1e6` N * m/rad (по умолчанию) | положительный скаляр

`Hard stop damping coefficient` - Коэффициент демпфирования
`150` N * m (рад/с) (по умолчанию) | положительный скаляр

`Transition region` - Переходный регион
`0.001 rad` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Shaft rotation from chamber A` - Метод определения угла вала
`Calculate from velocity of port R relative to port C` (по умолчанию) | `Provide input signal from Multibody joint`

`Initial shaft rotation from chamber A` - Начальное вращение
`0 rad` (по умолчанию) | скаляр

`Fluid dynamic compressibility` - Сжимаемость жидкости
`On` (по умолчанию) | `Off`

`Initial liquid pressure in chamber A` - Давление жидкости
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Initial liquid pressure in chamber B` - Давление жидкости
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр