В этом примере показано, как использовать Simulink ® для создания модели с четырьмя гидравлическими цилиндрами. См. два связанных примера, в которых используются одни и те же основные компоненты: модель одного цилиндра и модель с двумя цилиндрами и зависимостями нагрузки.
Примечание: Это основной пример гидравлики. Вы можете легко создавать гидравлические и автомобильные модели с помощью Simscape™ Driveline™ и Simscape Fluids™.
Simscape Fluids предоставляет библиотеки компонентов для моделирования и моделирования жидкостных систем. Она включает модели насосов, арматуры, исполнительных механизмов, трубопроводов и теплообменников. Эти компоненты можно использовать для разработки гидравлических силовых систем, таких как передний погрузчик, гидроусилитель руля и приводные системы шасси. Системы охлаждения двигателя и подачи топлива также могут быть разработаны с помощью Simscape Fluids. Можно интегрировать механические, электрические, тепловые и другие системы, используя компоненты, доступные в семействе продуктов Simscape.
Simscape Driveline предоставляет библиотеки компонентов для моделирования и моделирования одномерных механических систем. Она включает модели вращательных и поступательных компонентов, таких как червячные передачи, планетарные передачи, ходовые винты и муфты сцепления. Эти компоненты можно использовать для моделирования передачи механической энергии в приводах вертолетов, промышленных машинах, силовых агрегатах транспортных средств и в других областях применения. Также включены автомобильные компоненты, такие как двигатели, шины, трансмиссии и преобразователи крутящего момента.
На рис. 1 показана схема верхнего уровня модели. Эта модель имеет один насос и четыре исполнительных механизма. Одинаковое давление насоса (p1) приводит в действие каждый цилиндр в сборе и сумма их потоков нагружает насос. Хотя каждый из четырех регулирующих клапанов может управляться независимо, как в активной системе подвески, в этом случае все четыре получают одинаковые команды, линейный клин в области диафрагмы от нуля до 0.002 sq.m..
Чтобы открыть эту модель, введите sldemo_hydcyl4 на терминале MATLAB ® (щелкните гиперссылку, если используется справка MATLAB). Нажмите кнопку «Воспроизведение» на панели инструментов модели для запуска моделирования.
Модель регистрирует релевантные данные в рабочей области MATLAB в объекте Simulink.ImentedOutput. out. Данные регистрации сигналов сохраняются в out в структуре, называемой sldemo_hydcyl4_output. Записанные сигналы имеют синий индикатор (см. модель). Дополнительные сведения см. в разделе Просмотр и доступ к данным регистрации сигналов.
Рис. 1: Модель из четырех цилиндров и результаты моделирования
Расход насоса начинается при 0.005 m3/sec (как и в одноцилиндровой модели), затем она падает до 0.0025 m3/sec в t=0.05 sec. Параметры C1, C2, Cd, rho, и V30 идентичны модели с одним цилиндром. Однако, предполагая отдельные значения для K, A, и betaкаждый из четырех цилиндров проявляет отличительные переходные реакции. В таблице ниже приведены характеристики 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 площади и постоянной пружины одинаково для всех поршней, поэтому они должны иметь одинаковый выход в установившемся состоянии. Доминирующая постоянная времени для каждой подсистемы привода пропорциональна
(результат, полученный в результате анализа размеров), так что можно ожидать, что поршневой узел 2 будет несколько быстрее, чем узел 1. Ожидается, что поршневой узел 3 будет медленнее, чем 1 или 2. Поршневой узел 4 имеет значительно более низкий модуль заполнения бета (как в случае с воздухом), поэтому мы ожидаем, что поршень 4 будет реагировать более медленно, чем поршень 1.
Рис. 2: Положение поршня в примере с четырьмя цилиндрами
Рис. 3. Давление подачи насоса, p1
Начальный толчок потока при t=0 рассматривается четырьмя исполнительными механизмами как импульс давления. Давление насоса (p1), который первоначально является высоким, быстро падает, потому что существует высокая потребность в потоке от четырех нагрузок. Во время начального переходного процесса (около 4 msec), отдельные ответы идентифицируют индивидуальные динамические характеристики каждой сборочной единицы.
Как предсказано значениями параметров, исполнительный механизм 2 реагирует намного быстрее, чем исполнительный механизм 1. Третий и четвертый поршни значительно медленнее, поскольку им требуется больше рабочей жидкости для перемещения на одинаковое расстояние. В случае 3 поршень смещает больший объем благодаря своей большей площади поперечного сечения. В случае 4, хотя смещенный объем тот же, что и в случае 1, устройство требует больше жидкости, поскольку впоследствии оно сжимается.
Когда давление насоса падает до уровня внутри цилиндров, различия в поведении размываются. Отдельные ответы объединяются в общую реакцию системы, которая поддерживает баланс потока между компонентами. В t=0.05 secпоток насоса падает до уровня, близкого к равновесию, и потоки исполнительного механизма почти равны нулю. Отдельные положения поршня в установившемся состоянии равны, как прогнозируется проектом.
Закройте модель. Очистить сгенерированные данные.
Круговой датчик | Линейный датчик