Nonlinear Translational Spring

Поступательная пружина, основанная на полиномиальных или интерполяционных параметризациях таблицы

Библиотека

Simscape/Driveline/Муфты и приводы/Пружины и демпферы

Описание

Блок представляет поступательную пружину с нелинейной кривой смещения силы. Величина упругой силы является общей функцией от перемещения. Это не должно удовлетворять закону Гука. Полиномиальные и интерполяционные параметры таблицы обеспечивают два способа задать зависимость сила-перемещение. Упругая сила может быть симметричной или асимметричной относительно нулевой деформации.

Симметричная полиномиальная параметризация задает упругую силу согласно выражению

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

где:

F - Упругая сила
k 1, _k 2,..., _k 5 - Коэффициенты пружины
x - Относительное перемещение между портами R и C, $x = x_{i n i t} + x_{R} - x_{C}$
x _init - Начальное относительное перемещение
x R - Абсолютное перемещение, сопоставленное с портом R
x C - Абсолютное перемещение, сопоставленное с портом C

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

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

Асимметричная полиномиальная параметризация задает упругую силу согласно выражению:

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

где:

k 1, _k 2,..., _k 5 - Коэффициенты натяжения пружины
k 1, _k 2,..., _k 5 - 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 демпфирования 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 коэффициенты полинома пружины функции.

Symmetry

Выберите между симметричными и двусторонними полиномиальными параметризациями.

Symmetric - Задайте один набор полиномиальных коэффициентов, регулирующих упругую силу 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 [100 0 10 0 1]. Единица модуля по умолчанию N/m.
Two-sided - Задайте два набора полиномиальных коэффициентов, регулирующих упругую силу, один для положительных относительных перемещений, другой для отрицательных относительных перемещений.
Vector of spring tension coefficients
Введите пятиэлементный вектор с полиномиальными коэффициентами натяжения пружины. Физические единицы измерения для первого коэффициента.
Вектор по умолчанию [100 0 10 0 1]. Единица модуля по умолчанию N/m.
Vector of spring compression coefficients
Введите пятиэлементный вектор с полиномиальными коэффициентами сжатия пружины. Физические единицы измерения для первого коэффициента.
Вектор по умолчанию [1000 –10 100 0 0]. Единица модуля по умолчанию N/m.

Поиском по таблице

Deformation vector

Введите вектор с относительными значениями смещения. вектор требует минимального количества элементов, основанных на выбранном методе интерполяции - два для Linearи три для Smooth. Количество элементов должно совпадать с вектором силы. Если не включен в вектор, блок автоматически добавляет точку в источник, соответствующую нулевому перемещению и нулевой силе. Если вектор включает нулевое значение, то вектор силы должен содержать соответствующее нулевое значение.

Force vector

Введите вектор, содержащий значения сил, которые соответствуют значениям векторов 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 не включено в векторы, блок автоматически добавляет точку с координатой (0,0) силы деформации.

Interpolation Method

Выберите метод, используемый для нахождения промежуточных значений силы скорости 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 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 Rotational Spring | Variable Rotational Spring | Variable Translational Spring

Введенный в R2013a

Документация

Nonlinear Translational 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 Translational 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 ®