Exponenta Banner
exponenta event banner

Жесткая остановка вращения

Двусторонний поворотный жесткий упор

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Библиотека Фонда / Механический / Вращательные Элементы

  • Rotational Hard Stop block

Описание

Блок «Поворотный жесткий упор» представляет собой двусторонний механический поворотный жесткий упор, который ограничивает движение тела между верхней и нижней границами. Оба отверстия блока имеют механический вращательный тип. Предполагается, что ударное взаимодействие между ползуном и упорами является упругим. Упор выполнен в виде пружины, которая входит в контакт с ползуном при снятии зазора. Пружина противодействует проникновению ползуна в упор с крутящим моментом, линейно пропорциональным этому проникновению. Для учета рассеяния энергии и неэластичных эффектов демпфирование вводится в качестве блочного параметра, что позволяет учитывать потери энергии.

Базовая модель жесткого останова, Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound, описывается со следующими уравнениями:

T={Kp⋅ (start− gp)  +Dp⋅ωfor  φ≥gp0for gn<φ<gpKn⋅ (start− gn) +Dn⋅ωfor φ≤gn

λ = dфдт

где

  • Т - момент взаимодействия между ползуном и корпусом.

  • gp - начальный зазор между ползунком и верхней границей.

  • gn - начальный зазор между ползуном и нижней границей.

  • λ - угловое положение ползуна.

  • Kp - контактная жесткость на верхней границе.

  • Kn - контактная жесткость на нижней границе.

  • Dp - коэффициент демпфирования на верхней границе.

  • Dn - коэффициент демпфирования на нижней границе.

  • λ - угловая скорость ползуна.

  • t - время.

В Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound модель жесткого останова, уравнения содержат дополнительные члены, ge(λ, 0) иle(ω,0). Эти термины гарантируют, что демпфирование не применяется к отскоку.

T = {Kp ⋅ (φ−gp) +Dp ⋅ω ⋅ GE (ω, 0) для  φ  gp0for gn <φ <gpKn  (φ−gn) +Dn ⋅ω ⋅ le ( ω, 0) для φ ≤ gn

Реляционные функции ge (больше или равно) и le (меньше или равно) не создают нулевых пересечений при знаке изменения угловой скорости. Дополнительные сведения см. в разделе Включение и отключение условий пересечения нулей в языке Simscape. Однако решатель обрабатывает ge и le функционирует как нелинейный. Следовательно, если simscape.findNonlinearBlocks указывает, что остальная часть сети линейная или коммутируемая линейная, используйте Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound модель для повышения производительности.

Модель жесткого останова по умолчанию, Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound, добавляет две переходные области к уравнениям, по одной на каждой границе. В то время как ползун перемещается через переходную область, блок плавно увеличивает крутящий момент от нуля до полного значения. В конце переходной области применяются полная жесткость и демпфирование. При отскоке и жесткость, и демпфирующие моменты плавно уменьшаются обратно до нуля. Эти уравнения также используют ge и le реляционные функции, не создающие нулевых переходов.

Блок ориентирован от R до C. Это означает, что блок передает крутящий момент от порта R к порту C, когда зазор закрыт в положительном направлении.

Переменные

Чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для переменных блока перед моделированием, используйте вкладку «Переменные» в диалоговом окне блока (или раздел «Переменные» в Инспекторе свойств блока). Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.

Порты

Сохранение

развернуть все

Механический поворотный консервационный порт, связанный с ползунком, который перемещается между упорами, установленными на корпусе.

Механическое поворотное защитное отверстие, связанное с корпусом.

Параметры

развернуть все

Зазор между ползуном и верхней границей. Направление задается относительно локальной системы координат, при этом ползунок располагается в начале координат. Положительное значение параметра указывает промежуток между ползуном и верхней границей. Отрицательное значение задает ползунок как проникающий в верхнюю границу.

Зазор между ползуном и нижней границей. Направление задается относительно локальной системы координат, при этом ползунок располагается в начале координат. Отрицательное значение параметра указывает промежуток между ползуном и нижней границей. Положительное значение задает ползунок как проникающий в нижнюю границу.

Этот параметр задает свойство упругости сталкивающихся тел при попадании ползуна в верхнюю границу. Чем больше значение параметра, тем меньше тела проникают друг в друга, тем жестче становится удар. Меньшее значение параметра делает контакт мягче, но в целом улучшает сходимость и вычислительную эффективность.

Этот параметр задает свойство упругости сталкивающихся тел при попадании ползуна в верхнюю границу. Чем больше значение параметра, тем меньше тела проникают друг в друга, тем жестче становится удар. Меньшее значение параметра делает контакт мягче, но в целом улучшает сходимость и вычислительную эффективность.

Этот параметр определяет рассеивающее свойство столкнувшихся тел при попадании ползунка в верхнюю границу. Чем больше значение параметра, тем больше энергия рассеивается во время взаимодействия.

Этот параметр определяет рассеивающее свойство столкнувшихся тел при попадании ползунка в нижнюю границу. Чем больше значение параметра, тем больше энергия рассеивается во время взаимодействия.

Выберите модель жесткого останова:

  • Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound - укажите область перехода, в которой крутящий момент масштабируется от нуля. В конце переходной области применяются полная жесткость и демпфирование. Эта модель имеет демпфирование, применяемое к отскоку, но она ограничена значением крутящего момента жесткости. В этом смысле демпфирование может уменьшить или устранить крутящий момент, обеспечиваемый жесткостью, но никогда не превышать его. Все уравнения являются гладкими и не создают нулевых пересечений.

  • Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound - Эта модель имеет полную жесткость и демпфирование, применяемое с воздействием на верхние и нижние границы, без демпфирования на отскоке. Уравнения не создают нулевых пересечений, когда скорость изменяет знак, но существует основанное на положении пересечение нулей на границах. Отсутствие демпфирования на отскоке помогает быстро протолкнуть ползунок за это положение. Эта модель имеет нелинейные уравнения.

  • Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound - Эта модель имеет полную жесткость и демпфирование, применяемое с воздействием на верхнюю и нижнюю границы, с демпфированием, применяемым и на отскоке. Уравнения переключаются линейно, но создают пересечение нулей на основе положения. Использовать эту модель жесткого останова, если simscape.findNonlinearBlocks указывает, что это блок, который предотвращает линейное переключение всей сети.

Область, в которой крутящий момент увеличивается от нуля до полного значения. В конце переходной области применяются полная жесткость и демпфирование.

Зависимости

Включено, если для параметра модели «Жесткая остановка» задано значение Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.

См. также

| |

Представлен в R2007a

Документация по Simscape

Поддержка