Single-Acting Rotary Actuator (IL)

Вращательный привод двойного действия в изотермической гидравлической системе

Библиотека:
Simscape/Жидкости/Изотермическая жидкость/Приводы

Описание

Блок Single-Acting Rotary Actuator (IL) моделирует привод вращения, который преобразует давление жидкости в механический крутящий момент в изотермической гидравлической сети. Движение поршня, когда он близок к полному удлинению или полному уборке, ограничено одной из трех моделей жёсткого упора.

Порт A является портом для изотермической жидкости, сопоставленным с входным отверстием жидкой ёмкости. Порты R и C являются портами механического вращений, сопоставленными с вращающимся валом и корпусом привода, соответственно. Если для Mechanical orientation задано значение Pressure at A causes positive rotation of R relative to Cдавление в ёмкости вызывает положительное вращение вала в порте R относительно порта C. Когда угол вала вычисляется внутри, порт q физического сигнала сообщает угол. Когда угол устанавливается соединением с Simscape™ Multibody™ соединением, он принимается как физический сигнал в порте q.

Смещение

Перемещение поршня измеряется как положение на порте R относительно порта C. Этот Mechanical orientation определяет направление перемещения поршня. Перемещение поршня нейтральный, или 0, когда объем ёмкости равен Dead volume. Когда перемещение принято как вход, убедитесь, что производная положения равна скорости поршня. Это автоматически происходит, когда вход получен от блочного соединения Rotational Multibody Interface к шарниру Simscape Multibody.

Жёсткий упор

Чтобы избежать механических повреждений привода, когда он полностью выдвинут или полностью втянут, привод обычно отображает нелинейное поведение, когда поршень приближается к этим пределам. Блок Вращательного Привода (IL) Одностороннего Действия моделирует это поведение с выбором трех моделей жёсткого упора, которые моделируют податливость материала через систему пружины-демпфера. Модели жёсткого упора:

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.

Жёсткий упор моделируется, когда поршень находится на своей верхней или нижней границе. Граничная область находится в Transition region начального хода Stroke или поршня. За пределами этой области, $F_{H a r d S t o p} = 0.$

Для получения дополнительной информации об этих настройках см. страницу Блок Упора Вращения.

Блоки

Блок привода содержит три блока библиотеки фундаментов:

Базовые компоненты блоков

Утечка

Ламинарные утечки в блоке Single-Acting Rotary Actuator (IL) не учитываются. Чтобы включить утечки в свою симуляцию, установите параметр Cross-sectional geometry равным Custom и соедините порт A с портом A блока Laminar Leakage (IL). Соедините порт B блока Laminar Leakage (IL) с блоком Резервуар (IL).

Добавление утечек в симуляцию

Порты

Сохранение

расширить все

`A` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

Порт изотермической жидкости, сопоставленный с приводом.

`R` - Привод
механический поступательный

Механический вращательный порт сопоставлен с угловой скоростью и крутящим моментом вала.

`C` - Обсадная колонна
механический поступательный

Порт Механического привода вращения, сопоставленный с корпусом привода.

Вход

расширить все

`q` - Угол вала
физический сигнал

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

Зависимости

Чтобы открыть этот порт, установите Shaft rotation from chamber A равным Provide input signal from Multibody joint.

Выход

расширить все

`q` - Угол вала
физический сигнал

Угол вала, сообщенный как физический сигнал.

Зависимости

Чтобы открыть этот порт, установите Shaft rotation from chamber A равным Calculate from angular velocity of port R relative to port C.

Параметры

расширить все

Привод

`Mechanical orientation` - Ориентация вала
`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 положительно. Pressure at A causes negative displacement of R relative to C соответствует отрицательному повороту, когда R - C положительно.

`Volume displacement` - Объемное перемещение
`1e-4 m^3/rad` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Эффективное перемещение привода.

`Stroke` - Угол
`5.0 rad` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимальное перемещение вала между упорами.

`Dead volume` - Объем жидкости
`1e-5 m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Объем жидкости в полости, когда вал расположен в начале штриха.

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

Выбор давления окружения. Опции включают Atmospheric pressure и Specified pressure.

`Environment pressure` - Пользовательская ссылка на давление
`0.101325 MPa` (по умолчанию)

Давление снаружи корпуса привода. Это давление воздействует на давления внутри полостей привода. Значение нуля соответствует вакууму.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Environment pressure specification равным Specified pressure.

Жёсткий упор

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

Задает свойство упругости сталкивающихся тел для Блок Упора Вращения. Чем больше значение параметра, тем более жестким становится влияние между поршнем и упором. Более низкие значения делают контакт более мягким и обычно улучшают сходимость и вычислительную эффективность.

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

Задает свойство демпфирования сталкивающихся тел для Блок Упора Вращения. При нулевом демпфировании влияние упругое. Чем больше значение параметра, тем больше рассеяние энергии во время взаимодействия поршень-упор. Демпфирование влияет на движение поршня, пока он находится в контакте с ограничителем, включая период, когда ползун выходит из контакта. Установите этот параметр в ненулевое значение, чтобы улучшить эффективность и сходимость вашей симуляции.

`Hard stop model` - Выбор модели для силы на поршне 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`

Моделируйте выбор силы на поршне при полном удлинении или полном уборке. Смотрите блок Упор Вращения для получения дополнительной информации.

`Transition region` - Переходная область
`0.001 rad` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Расстояние, ниже которого масштабирование прикладывается к жёсткому упору. Сила контакта равна нулю, когда расстояние до жёсткого упора равно значению этого параметра. Сила контакта достигает своего полного значения, когда расстояние до жёсткого упора равняется нулю.

Начальные условия

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

Метод определения угла вала. Блок может получить угол от блока Multibody, когда установлен на Provide input signal from Multibody joint, или вычисляет внутренний угол, который сообщается в порте q.

`Initial shaft rotation` - Начальное вращение
`0 rad` (по умолчанию) | скаляром

Положение привода в начале симуляции. Это значение находится между 0 и значение Stroke в положительной ориентации, и 0 и отрицательное значение Stroke в отрицательной ориентации.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Shaft rotation from chamber A равным Calculate from angular velocity of port R relative to port C.

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

Моделирует ли какое-либо изменение плотности жидкости из-за сжимаемости жидкости. Когда Fluid compressibility установлено на On, изменения из-за массового расхода жидкости в блок вычисляются в дополнение к изменениям плотности из-за изменений давления. В библиотеке изотермических жидкостей все блоки вычисляют плотность как функцию от давления.

`Initial liquid pressure` - Давление жидкости
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Давление в полости привода в начале симуляции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fluid dynamic compressibility равным On.

Примеры моделей

Sequencing Circuit for Two Rotary Actuators

Схема секвенирования для двух приводов вращения

Цепь секвенирования, которая основана на четырех обратных клапанах, установленных в линиях давления и возврата второго привода вращательного действия. Давления открытия обратных клапанов счетчика устанавливаются достаточно высоким, чтобы предотвратить поток во вращательный привод 2, в то время как вращательный привод 1 вращается, но ниже давления, которое развивается, когда вращательный привод 1 достигает своего жёсткого упора. В результате вращательный привод 2 начинает движение только после того, как вращательный привод 1 завершит свой штрих.

См. также

Привод двойного действия (IL) | Вращательный привод двойного действия (IL) | Вращающийся Гидропривод одностороннего действия (IL) | Гидропривод одностороннего действия (IL)

Документация

Single-Acting Rotary Actuator (IL)

Описание

Смещение

Жёсткий упор

Блоки

Утечка

Порты

Сохранение

A - Порт жидкости изотермическая жидкость

R - Привод механический поступательный

C - Обсадная колонна механический поступательный

Вход

q - Угол вала физический сигнал

Зависимости

Выход

q - Угол вала физический сигнал

Зависимости

Параметры

Привод

Mechanical orientation - Ориентация вала 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 - Объемное перемещение 1e-4 m^3/rad (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Stroke - Угол 5.0 rad (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Dead volume - Объем жидкости 1e-5 m^3 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Environment pressure - Пользовательская ссылка на давление 0.101325 MPa (по умолчанию)

Зависимости

Жёсткий упор

Hard stop stiffness coefficient - Коэффициент жесткости 1e6 N * m/rad (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Hard stop damping coefficient - Коэффициент демпфирования 150 N * m (рад/с) (по умолчанию) | положительной скалярной величиной

Transition region - Переходная область 0.001 rad (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Начальные условия

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

Initial shaft rotation - Начальное вращение 0 rad (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

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

Initial liquid pressure - Давление жидкости 0.101325 MPa (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Примеры моделей

Схема секвенирования для двух приводов вращения

См. также

Темы

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

`R` - Привод
механический поступательный

`C` - Обсадная колонна
механический поступательный

`q` - Угол вала
физический сигнал

`q` - Угол вала
физический сигнал

`Mechanical orientation` - Ориентация вала
`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` - Объемное перемещение
`1e-4 m^3/rad` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Stroke` - Угол
`5.0 rad` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Dead volume` - Объем жидкости
`1e-5 m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Environment pressure` - Пользовательская ссылка на давление
`0.101325 MPa` (по умолчанию)

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

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

`Transition region` - Переходная область
`0.001 rad` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Initial shaft rotation` - Начальное вращение
`0 rad` (по умолчанию) | скаляром

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

`Initial liquid pressure` - Давление жидкости
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина