exponenta event banner

Соединение с постоянной скоростью

Соединение, обеспечивающее кинематическое ограничение постоянной скорости между двумя валами

  • Библиотека:
  • Simscape/Multibody/Соединения

  • Constant Velocity Joint block

Описание

Блок «Соединение постоянной скорости» (Constant Velocity Joint) устанавливает кинематическое ограничение постоянной скорости (CV) между своим базовым и ведомым кадрами, происхождение которых совпадает в процессе моделирования. В частности, если оси Z базового и ведомого кадров являются фиксированными по отношению к общему опорному кадру, то Z-компоненты угловых скоростей двух кадров по отношению к общему опорному кадру равны.

Блок имеет две степени свободы, которые позволяют произвольно ориентировать оси Z базового и ведомого кадров относительно друг друга. На рисунке показан пример.

Azimuth Bend Angle

Черная и красная рамки обозначают базовую и ведомую рамки блока. Поворот по азимуту вокруг оси Z базовой рамы определяет плоскость, в которой возникает угол изгиба. Угол изгиба относительно результирующей оси Y, красной оси Y, определяет ориентацию оси Z ведомой рамы относительно оси Z базовой рамы.

Блок имеет две параметризации, Rotation Sequence (faster simulation) или Quaternion (allows zero bend angle), для указания внутренних состояний соединения. По возможности используйте параметризацию последовательности вращения, поскольку моделирование с такой параметризацией обычно выполняется быстрее, чем моделирование с параметризацией кватерниона. Дополнительные сведения см. в разделе Внутреннее состояние.

Можно задать требуемые начальные состояния соединения с параметрами в разделе Цели состояния (State Targets), такими как положение и скорость азимута и угол изгиба.

Блок обладает различными чувствительными способностями. В процессе моделирования можно определить азимут, угол изгиба и их производные по времени. Кроме того, можно определить силы и моменты, действующие в соединении, такие как силы ограничения и общий крутящий момент. Дополнительные сведения см. в разделе Измерение композитной силы/крутящего момента.

Порты

Структура

развернуть все

Порт, связанный с базовой рамкой соединительного блока. В типичных применениях, где CV-соединение соединяет два вала, ось Z базовой рамы совмещена с ведущим валом.

Порт, связанный с ведомой рамкой соединительного блока. В типичных применениях, когда CV-соединение соединяет два вала, ось Z рамы толкателя выравнивается с ведомым валом.

Вход

развернуть все

Входной сигнал, управляющий режимом соединения, определяемым как безразмерный скаляр. Режим соединения является нормальным, когда входной сигнал равен 0, и отключается, когда входной сигнал равен -1. Режим соединения может быть многократно изменен во время моделирования.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе «Конфигурация режима» установите для параметра «Режим» значение Provided by Input.

Продукция

развернуть все

Угол изгиба CV-соединения, возвращаемый как скаляр. Эта величина представляет собой угол между осями Z базового и ведомого кадров блока.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе «Примитив постоянной скорости» (CV) > «Датчик» > «Угол изгиба» выберите «Положение».

Скорость угла изгиба CV-соединения, возвращаемая как скаляр. Эта величина равна временной производной сигнала, выводимого из порта qb.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе «Примитив постоянной скорости» (CV) > «Датчик» > «Угол изгиба» выберите «Скорость».

Ускорение угла изгиба CV-соединения, возвращаемое как скаляр. Эта величина равна второй временной производной сигнала, выводимого из порта qb.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе «Примитив постоянной скорости» (CV) > «Определение» > «Угол изгиба» выберите «Ускорение».

Азимут CV-соединения, возвращаемый как скаляр. Эта величина представляет собой угол поворота вокруг оси Z базовой рамы. Поворот определяет плоскость, в которой возникает угол изгиба.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в группе Constant Velocity Primitive (CV) > Sensing > Azimuth выберите Position.

Скорость азимута CV-соединения, возвращаемая как скаляр. Эта величина равна временной производной сигнала, выводимого из порта qa.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе «Примитив постоянной скорости» (CV) > «Зондирование» > «Азимут» выберите «Скорость».

Ускорение азимута CV-соединения, возвращаемое в виде скаляра. Эта величина равна второй временной производной сигнала, выводимого из порта qa.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе «Примитив постоянной скорости» (CV) > «Определение» > «Азимут» выберите «Ускорение».

Сила зависимости, действующая в соединении, возвращаемая как скаляр. Сила поддерживает поступательные зависимости соединения. Дополнительные сведения см. в разделе Силы зависимостей считывания.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Измерение составной силы/крутящего момента (Composite Force/Torque Sensing) выберите параметр Сила ограничения (Constraint for

Момент зависимости, действующий в соединении, возвращается как скаляр. Крутящий момент поддерживает ограничения вращения соединения. Дополнительные сведения см. в разделе Измерение силы и крутящего момента.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Измерение составной силы/крутящего момента (Composite Force/Torque Sensing) выберите Ограничение крутящего момента (Constraint

Общая сила, действующая в соединении, возвращаемая как скаляр. Общая сила представляет собой сумму сил, передаваемых от одного кадра к другому через соединение. Сила включает в себя силу срабатывания, внутреннюю силу и силу ограничения. Дополнительные сведения см. в разделе Измерение силы и крутящего момента.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе «Измерение составной силы/крутящего момента» выберите «Общая сила».

Общий крутящий момент, действующий в соединении, возвращаемый как скаляр. Суммарный крутящий момент представляет собой сумму крутящих моментов, передаваемых от одного кадра к другому через соединение. Крутящий момент включает в себя крутящий момент срабатывания, внутренний крутящий момент и крутящий момент ограничения. Дополнительные сведения см. в разделе Измерение силы и крутящего момента.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе «Измерение составной силы/крутящего момента» выберите «Общий крутящий момент».

Параметры

развернуть все

Примитив постоянной скорости (CV)

Выберите параметризацию, чтобы задать внутренние состояния соединения.

Rotation Sequence (faster simulations)

Блок соединения с постоянной скоростью использует параметризацию последовательности вращения Z-Y-Z. Угол поворота второй оси Z является отрицательным от угла поворота первой оси Z.

Используйте этот метод, когда это возможно, поскольку моделирование с такой параметризацией обычно выполняется быстрее, чем моделирование с параметризацией кватерниона. Однако параметризация последовательности вращения Z-Y-Z имеет кинематическую сингулярность, когда угол изгиба равен нулю. Если требуется нулевой угол изгиба, установите для параметра Внутреннее состояние (Internal State) значение Quaternion (allows zero bend angle).

Quaternion (allows zero bend angle)

Блок «Соединение с постоянной скоростью» использует параметризацию кватерниона. Для обеспечения кинематического ограничения CV четвертый компонент кватерниона, Z-компонент векторной части, всегда равен нулю.

Этот метод используется, когда требуется нулевой угол изгиба. Этот метод не имеет кинематической сингулярности при нулевом угле изгиба, но имеет кинематическую сингулярность при угле изгиба 180 градусов. Моделирование с такой параметризацией обычно выполняется медленнее, чем моделирование с параметризацией Z-Y-Z.

Выберите этот параметр, чтобы включить параметры для задания целевого положения соединения.

Установите уровень приоритета цели позиции. Дополнительные сведения см. в разделе Направляющая сборка.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Примитив постоянной скорости (CV) > Цели состояния (State Targets) выберите Задать цель положения (Specify Position Target).

Указать ли цель положения соединения CV в начале моделирования, используя только угол изгиба или угол изгиба и азимут.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Примитив постоянной скорости (CV) > Цели состояния (State Targets) выберите Задать цель положения (Specify Position Target).

Укажите угол изгиба CV-соединения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Примитив постоянной скорости (CV) > Цели состояния (State Targets) выберите Задать цель положения (Specify Position Target).

Укажите азимут соединения CV.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Примитив постоянной скорости (CV) > Цели состояния (State Targets) > Указать цель положения (Specify Position Target) > Значение (Value) выберите Угол изгиба (Bend Angle) и Азимут (Azimuth).

Выберите этот параметр, чтобы включить параметры для задания цели скорости соединения.

Задайте уровень приоритета цели скорости. Дополнительные сведения см. в разделе Направляющая сборка.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Примитив постоянной скорости (CV) > Цели состояния (State Targets) выберите Указать цель скорости (Specify Velocity Target).

Следует ли указывать цель скорости соединения CV в начале моделирования, используя только угол изгиба или угол изгиба и азимут.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Примитив постоянной скорости (CV) > Цели состояния (State Targets) выберите Указать цель скорости (Specify Velocity Target).

Укажите угловую скорость изгиба CV-соединения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Примитив постоянной скорости (CV) > Цели состояния (State Targets) выберите Указать цель скорости (Specify Velocity Target).

Укажите азимутальную скорость соединения CV.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Примитив постоянной скорости (CV) > Цели состояния (State Targets) > Указать цель скорости (Specify Velocity Target) > Значение (Value) выберите Угол изгиба (Bend Angle) и Азимут (Azimuth).

Выберите этот параметр для активизации порта qb.

Выберите этот параметр, чтобы включить порт wb.

Выберите этот параметр для активизации порта bb.

Выберите этот параметр для активизации порта qa.

Выберите этот параметр для активизации порта wa.

Выберите этот параметр для активизации порта ba.

Конфигурация режима

Укажите режим соединения для моделирования.

МетодОписание
NormalСоединение ведет себя нормально на протяжении всего моделирования.
DisengagedСоединение расцепляется на протяжении всего моделирования.
Provided by InputЭта опция отображает порт режима, который можно подключить к входному сигналу для изменения режима соединения во время моделирования. Режим соединения является нормальным, когда входной сигнал равен 0, и отключается, когда входной сигнал равен -1. Режим соединения может быть многократно изменен во время моделирования.

Измерение композитной силы/крутящего момента

Силы и крутящие моменты, которые ведомая рама оказывает на базовую раму или базовую раму, воздействуют на ведомую раму. Изменение направления на противоположное приводит к изменению знака измерений. Дополнительные сведения см. в разделе Направление измерения силы и крутящего момента.

Follower on Base

Измерьте силу и крутящий момент, прикладываемые ведомой рамой к базовой раме.

Base on Follower

Измерьте силу и крутящий момент, которые базовая рама оказывает на раму толкателя.

Кадр, используемый для разрешения измерений. Выбор имеет значение, только если соединение имеет вращательные степени свободы.

Base

Блок соединения разрешает измерения в координатах базового кадра.

Follower

Блок соединения разрешает измерения в координатах кадра толкателя.

Выберите этот параметр для активизации порта fc.

Выберите этот параметр для активизации порта tc.

Выберите этот параметр для активизации порта ft.

Выберите этот параметр для активизации порта tt.

Расширенные возможности

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

.
Представлен в R2015a