Nonlinear Rotational Spring

Крутящая пружина, основанная на полиномиальных или интерполяционных параметризациях таблицы

Библиотека

Simscape/Driveline/Муфты и приводы/Пружины и демпферы

Описание

Блок представляет собой крутящую пружину с нелинейной кривой крутящий момент-перемещение. Величина крутящего момента пружины является общей функцией от перемещения. Это не должно удовлетворять закону Гука. Полиномиальные и интерполяционные параметры таблицы обеспечивают два способа задать соотношение крутящий момент и перемещение. Крутящий момент пружины может быть симметричным или асимметричным относительно нулевой деформации.

Симметричная полиномиальная параметризация задает крутящий момент пружины согласно выражению:

$T = k_{1} θ + s i g n (θ) \cdot k_{2} θ^{2} + k_{3} θ^{3} + s i g n (θ) \cdot k_{4} θ^{4} + k_{5} θ^{5},$

где:

T - Упругая сила
k 1, _k 2,..., k 5 - Коэффициенты пружины
θ - Относительное перемещение между портами R и C, $θ = θ_{i n i t} + θ_{R} - θ_{C}$
θ _init - Начальная деформация пружины
θ R - Абсолютное угловое положение порта R
θ C - Абсолютное угловое положение порта C

В начале симуляции (t = 0) θ R и θ C равны нулю, θ равны _θ init.

Чтобы избежать пересечений нулем этой медленной симуляции, устраните знаковую функцию из полиномиального выражения, задав нечетный полином (b 2, b 4 = 0).

Двухсторонняя полиномиальная параметризация задает крутящий момент пружины согласно выражению:

$T = {\begin{matrix} k_{1 t} θ + k_{2 t} θ^{2} + k_{3 t} θ^{3} + k_{4 t} θ^{4} + k_{5 t} θ^{5}, & θ \geq 0 \\ k_{1 c} θ - k_{2 c} θ^{2} + k_{3 c} θ^{3} - k_{4 c} θ^{4} + k_{5 c} θ^{5}, & θ < 0 \end{matrix},$

где:

k _1t, _k 2t,..., _k 5t - Коэффициенты натяжения пружины
k _1c, _k 2c,..., _k 5c - Коэффициенты сжатия пружины

Обе полиномиальные параметризации используют полиномиальное выражение пятого порядка. Чтобы использовать полином более низкого порядка, установите ненужные коэффициенты более высокого порядка в нуль. Чтобы использовать полином более высокого порядка, аппроксимируйте к полиному более низкого порядка или используйте параметризацию поиска таблицы.

Параметризация поиска в таблице задает крутящий момент пружины на основе набора векторов крутящего момента и скорости вращения. Если не задан, блок автоматически добавляет точку данных в источник (нулевая скорость вращения и нулевой крутящий момент).

Переменные

Используйте вкладку Variables, чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для основных переменных перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Задать приоритет и Начальный целевой объект для основных переменных.

В отличие от параметров блоков, переменные не имеют условной видимости. На вкладке Variables перечислены все существующие основные переменные. Если переменная не используется в наборе уравнений, соответствующих выбранному строению блока, значения, заданные для этой переменной, игнорируются.

Порты

C: Вращательный порт
R: Вращательный порт

Параметры

Parameterization

Выберите параметризацию пружины. Опции By polynomial и By table lookup.

По полиному

Задайте нелинейную функцию пружины в терминах полиномиальных коэффициентов.

Symmetry

Выберите между симметричными и двусторонними полиномиальными параметризациями.

Symmetric - Задайте один набор полиномиальных коэффициентов, регулирующих крутящий момент пружины как при натяжении, так и при сжатии.
Vector of spring coefficients
Введите пятиэлементный вектор с полиномиальными пружинными коэффициентами. Самый высокий ненулевой порядок должен быть положительным. Физические единицы измерения для первого коэффициента.
Вектор по умолчанию [1 0 0.1 0 0.01]. Единица модуля по умолчанию N*m/rad.
Two-sided - Задайте два набора полиномиальных коэффициентов, регулирующих крутящий момент пружины, один для положительной деформации, другой для отрицательной деформации.
Vector of spring tension coefficients
Введите пятиэлементный вектор, содержащий коэффициенты полиномиальной функции натяжения пружины. Наивысший коэффициент ненулевого порядка должен быть положительным. Заданная физическая единица измерения является модулем первого полиномиального коэффициента.
Vector of spring compression coefficients
Введите пятиэлементный вектор, содержащий коэффициенты полиномиальной функции сжатия пружины. Наивысший коэффициент ненулевого порядка должен быть положительным. Заданная физическая единица измерения является модулем первого полиномиального коэффициента.

Поиском по таблице

Deformation vector

Введите вектор, содержащий значения деформации, используемые в поиске таблицы. Вектор должен содержать минимальное количество элементов на основе метода интерполяции: два для Linearи три для Smooth. Вектор должен также содержать то же количество элементов, что и вектор крутящего момента.

Torque vector

Введите вектор, содержащий значения крутящего момента, которые соответствуют значениям вектора деформации. Вектор должен содержать минимальное количество элементов на основе метода интерполяции: два для Linearи три для Smooth. Вектор должен также содержать то же количество элементов, что и вектор деформации. Если он не включен в векторы, блок автоматически добавляет точку с координатой (0,0) деформационного крутящего момента.

Interpolation method

Выберите метод, используемый для вычисления значений деформации-крутящего момента между точками интерполяционных данных таблицы.

Linear - Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую эффективность.
Smooth - Выберите эту опцию, чтобы создать непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите PS Lookup Table (1D) блочной страницы с описанием.

Extrapolation method

Выберите метод, используемый для вычисления значений деформации-крутящего момента вне области значений интерполяционных данных таблицы.

Linear - Выберите эту опцию, чтобы создать кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.
Nearest - Выберите эту опцию, чтобы создать экстраполяцию, которая не идет выше высшей точки в данных или ниже самой нижней точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции см. PS Lookup Table (1D) блочной страницы с описанием.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Nonlinear Translational Spring | Variable Rotational Spring | Variable Translational Spring

Введенный в R2013a

Документация

Nonlinear Rotational Spring

Библиотека

Описание

Переменные

Порты

Параметры

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Документация по Simscape Driveline

Поддержка

Документация

Nonlinear Rotational Spring

Библиотека

Описание

Переменные

Порты

Параметры

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Документация по Simscape Driveline

Поддержка

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®