Exponenta Banner
exponenta event banner

Трансляционный механический преобразователь (IL)

Интерфейс между изотермической жидкостью и механическими поступательными сетями

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Библиотека Simscape/Foundation/Изотермическая жидкость/Элементы

  • Translational Mechanical Converter (IL) block

Описание

Блок поступательного механического преобразователя (IL) моделирует интерфейс между изотермической жидкостной сетью и механической вращательной сетью. Блок преобразует изотермическое давление жидкости в механическую силу и наоборот. Может использоваться как строительный блок для линейных приводов.

Преобразователь содержит переменный объем жидкости. Если для параметра Динамическая сжимаемость модели (Model dynamic compressibility) задано значение Onзатем давление развивается на основе динамической сжимаемости объема жидкости. Параметр Ориентация Mechanical (Mechanical orientation) позволяет указать, будет ли увеличение давления перемещать порт R в сторону порта C.

Порт А - это порт для сохранения изотермической жидкости, связанный с входом преобразователя. Порты R и C являются механическими передающими консервационными портами, связанными с подвижным интерфейсом и кожухом преобразователя соответственно.

Массовый баланс

Уравнения сохранения массы в объеме механического преобразователя:

m˙A={ε startIS v, если динамическая сжимаемость текучей среды составляет off, startIS v + 1βIdpIdtρIV, если динамическая сжимаемость текучей среды равна onv = dxdtV = Vdead + αSx

где:

  • m˙A - массовый расход в преобразователь через порт A.

  • start- механическая ориентация преобразователя (1 если повышение давления жидкости вызывает положительное смещение R относительно С, -1 если повышение давления жидкости вызывает отрицательное смещение R относительно С).

  • δ I - плотность жидкости внутри преобразователя.

  • βI - объемный модуль текучей среды внутри преобразователя.

  • S - площадь поперечного сечения интерфейса преобразователя.

  • v - скорость поступательного движения интерфейса преобразователя.

  • x - смещение интерфейса преобразователя.

  • V - объем жидкости внутри преобразователя.

  • Vdead - мертвый объем, то есть объем жидкости, когда смещение границы раздела равно 0.

  • pI - давление внутри преобразователя.

При подключении преобразователя к соединению Multibody используйте порт p ввода физического сигнала для задания смещения порта R относительно порта C. В противном случае блок вычисляет смещение интерфейса по относительным скоростям порта в соответствии с приведенными выше уравнениями. Смещение границы раздела равно нулю, когда объем жидкости равен мертвому объему. Затем, в зависимости от значения параметра Ориентация Mechanical (Mechanical orientation):

  • Если Pressure at A causes positive displacement of R relative to C, смещение границы раздела увеличивается, когда объем жидкости увеличивается от мертвого объема.

  • Если Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, смещение границы раздела уменьшается, когда объем жидкости увеличивается от мертвого объема.

Уравнения, используемые для вычисления плотности смеси текучих сред и модуля объема, зависят от выбранной модели изотермической жидкости. Дополнительные сведения см. в разделе Опции изотермического моделирования жидкости.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в объеме механического преобразователя

F = (penv − p) S,

где:

  • F - сила, которую жидкость оказывает на интерфейс преобразователя.

  • penv - давление окружающей среды вне преобразователя.

Допущения и ограничения

  • Стенки конвертера совершенно жесткие.

  • Преобразователь не содержит механических жестких упоров. Чтобы включить жесткие остановки, используйте блок поступательного жесткого останова.

  • Сопротивление потоку между входом и внутренней частью преобразователя является незначительным.

  • Кинетическая энергия жидкости в конвертере ничтожно мала.

Порты

Вход

развернуть все

Входной физический сигнал, передающий информацию о положении от Simscape™ Multibody™ соединения. Подключите этот порт к порту p определения положения соединения. Дополнительные сведения см. в разделе Подключение сетей Simscape к множественным соединениям Simscape.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Interface displacement значение Provide input signal from Multibody joint.

Сохранение

развернуть все

Порт экономии изотермической жидкости, связанный с входом преобразователя.

Механический консервационный порт, связанный с подвижным интерфейсом.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ КОНСЕРВАЦИОННОЕ ОТВЕРСТИЕ, СВЯЗАННОЕ С КОРПУСОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.

Параметры

развернуть все

Выберите выравнивание движущейся границы раздела относительно давления жидкости:

  • Pressure at A causes positive displacement of R relative to C - Увеличение давления жидкости приводит к положительному смещению канала R относительно канала C.

  • Pressure at A causes negative displacement of R relative to C - Увеличение давления текучей среды приводит к отрицательному смещению канала R относительно канала C.

Выберите метод определения смещения порта R относительно порта C:

  • Calculate from velocity of port R relative to port C - Рассчитать смещение по относительным скоростям порта на основе уравнений баланса масс. Это метод по умолчанию.

  • Provide input signal from Multibody joint - Разрешить входному физическому сигнальному порту p передавать информацию о смещении из соединения Multibody. Этот метод используется только при подключении преобразователя к соединению Multibody с помощью блока Translational Multibody Interface. Дополнительные сведения см. в разделе Как передать информацию о позиции.

Поступательное смещение порта R относительно порта C в начале моделирования. Значение 0 соответствует начальному объему жидкости, равному мертвому объему.

Зависимости

Активируется, если для параметра Interface displacement установлено значение Calculate from velocity of port R relative to port C.

  • Если механическая ориентация Pressure at A causes positive displacement of R relative to Cзначение параметра должно быть больше или равно 0.

  • Если механическая ориентация Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, значение параметра должно быть меньше или равно 0.

Область, на которую жидкость оказывает давление для создания поступательной силы.

Объем жидкости при смещении границы раздела 0.

Выберите метод спецификации для давления вне конвертера:

  • Atmospheric pressure - Использовать атмосферное давление, указанное блоком изотермических свойств жидкости (IL), подключенным к контуру.

  • Specified pressure - укажите значение с помощью параметра Давление окружающей среды (Environment pressure).

Давление вне конвертера, действующее против давления объема жидкости конвертера. Значение 0 указывает, что преобразователь расширяется до вакуума.

Зависимости

Активируется, если для параметра спецификации давления окружающей среды установлено значение Specified pressure.

Выберите, следует ли учитывать динамическую сжимаемость жидкости. Динамическая сжимаемость придает плотности жидкости зависимость от давления и температуры, влияя на переходную реакцию системы в небольших временных масштабах.

Давление жидкости в конвертере в начале моделирования.

Зависимости

Активируется, если для параметра Динамическая сжимаемость жидкости установлено значение On.

Примеры модели

Hydraulic Actuator with Analog Position Controller

Гидравлический привод с аналоговым регулятором положения

Как библиотека Foundation может использоваться для моделирования систем, которые охватывают электрические, механические и изотермические жидкие домены. В модели гидравлическая система, реализованная в области изотермической жидкости, управляет положением механической нагрузки в ответ на требование опорного напряжения. Если опорное требование равно нулю, то смещение гидравлического привода (и нагрузки) равно нулю, а если опорное значение равно + 5 вольт, то смещение равно 100 мм.

Расширенные возможности

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

.

См. также

|

Темы

Представлен в R2020a

Документация по Simscape

Поддержка