Rope

Физическое соединение, которое позволяет перенести натяжение

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape/Driveline/Муфты и приводы

Описание

Блок Rope представляет элемент, который передает натяжение между двумя точками контакта. Можно рассматривать его как произвольное передаточное устройство натяжения для моделирования различных ситуаций, включая шкивные сети, приводы кабелей и змеевидные ремни. Можно выбрать, проявляет ли блок ослабление при потере напряжения. Блок имеет базовый порт, B и последующий порт, F. Канат растягивается, когда порт основания ведет к последующему порту.

Блок рассматривает только продольное поступательное движение и силу концов каната. Для идеального случая блок эквивалентен системе пружина-демпфер или пружина-масса-демпфер, проиллюстрированные на рисунках, в зависимости от того, принимаете ли вы решение смоделировать массу. Эти рисунки не обязательно применяются, когда вы моделируете слабину.

Parallel spring and damper with an in port and an out port.Parallel spring and damper with an in port, an out port, and mass at both ends.

Совет

Подтвердите, что ваша модель работает правильно, Rope model установлено на Ideal - No tension. Находясь в этом режиме, проверьте, что порты B и F ориентированы правильно, просматривая графики натяжения каждого каната в Simscape Results Viewer и ища неожиданные отрицательные значения.

Вы симулируете канат с произвольными физическими свойствами путем корректировки параметров блоков. Блок Rope может действовать как ремень, кабель или любое другое устройство, которое имеет прочность на растяжение и передает натяжение между двумя контактными точками. Контактной точкой может быть шкив, барабан или идеальный источник.

Блок полезен для моделирования стационарных или бегущих шкивных сетей. Можно управлять блоком Rope с такими источниками, как блок Ideal Translational Velocity Source или Rope Drum блок, присоединенный к блоку Ideal Force Source.

Для большей точности или численной устойчивости можно принять решение смоделировать эффект массы на систему. Когда вы задаете Model mass Onблок распределяет половину общей массы по каждому концу каната. Добавление даже небольшого количества массы может улучшить инициализацию вашей модели. Можно также задать начальные условия каната. Если вы решите имитировать ослабление, блок перестанет применять жесткость и демпфирование, когда канат больше не будет натягиваться.

Уравнения

Блок Rope характеризует внешнюю нагрузку в базовом порту как

FB(xs(t),t)=m2x¨B(t)+D(xs(t))x˙s(t)+K(xs(t))xs(t),

и в последующем порте,

FF(xs(t),t)=m2x¨F(t)−D(xs(t))x˙s(t)−K(xs(t))xs(t),

где xs(t)=xB(t)−xF(t). Силы варьируются как функции времени и деформации растяжения, xs. Здесь K и B являются функциями xs, такими что K(xs)=K если slack отсутствует, или вы не моделируете slack. В противном случае, K(xs)=0 когда происходит ослабление. То есть когда xs<0. Та же логика применяется и к B. Игнорируйте массовые условия, если вы не моделируете массу.

Переменные имеют следующие значения:

  • F - сила натяжения, где F=FB=−FF.

  • K - коэффициент жесткости пружины. K(xs)=0 когда вы задаете Rope model Model rope slack и xs<0.

  • D - коэффициент демпфирования.

  • m - общая масса. Это эквивалентно параметру Mass. Блок распределяет половину общей массы по каждому концу.

  • xB - положение базового узла.

  • xF - положение последующего узла.

  • xs - деформация из-за растяжения. Это эквивалентно переменной Stretch.

  • ẋs - скорость растяжения.

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.

Порты

Сохранение

расширить все

Порт механической передачи, сопоставленная с передним концом каната.

Порт механической передачи, сопоставленная со следующим концом каната.

Параметры

расширить все

Опция для моделирования слабости. По умолчанию канат будет передавать силу во время натяжения или сжатия. Когда вы выбираете Model rope slackблок останавливает передачу упругой силы, когда он не натягивается. Блок Rope в slack эквивалентен блоку Translational Hard Stop с Upper bound, установленным на 0 и Lower bound установлено на -inf. Для получения дополнительной информации смотрите Translational Hard Stop.

Опция для параметризации массы. Установка значения On заставит блок учитывать массу сегмента каната, который он представляет. Симуляция массы может помочь инициализировать некоторые модели, но также может быть более дорогостоящей в вычислительном отношении.

Масса сегмента каната, который представляет блок. Блок распределяет половину общей массы по каждому концу каната.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model mass равным On или установите Rope model значение Model slack.

Эффективная поступательная жесткость пружины сегмента каната.

Эффективное поступательное демпфирование сегмента каната. Когда вы задаете Rope model Model slack и xs<0блок игнорирует демпфирование.

Опции жесткости и отскока для модели slack. Модель slack эквивалентна блоку Translational Hard Stop. Вы можете выбрать один из следующих опций:

  • 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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Rope model равным Model rope slack.

Расстояние от полного сжатия или полного расширения, где эффекты жесткости и демпфирования частично применяются. Когда вы задаете Slack model Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped reboundблок плавно переходит начало жесткости и демпфирования, когда пружина приближается к полному удлинению или полному сжатию.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Rope model равным Model rope slack.

Опция ограничения максимальной силы растяжения в канате.

  • No maximum tension - Напряжение может быть произвольно большим во время симуляции.

  • Specify maximum tension - Натяжение должно оставаться ниже максимального значения. Если натяжение превышает это значение, симуляция генерирует ошибку и останавливается.

Цель ошибки значения натяжения. Когда натяжение в сегменте каната превышает этот параметр, блок сгенерирует ошибку.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Maximum tension равным Specify maximum tension.

Сгенерируйте предупреждение, когда сегмент каната больше не натягивается. Этот параметр может помочь вам узнать, испытывает ли ваша система образцы слабости.

Примеры моделей

Compound Pulley

Составной шкив

Система блоков и триггеров, которая представлена блоками Belt Pulley и Rope из библиотеки Simscape™ Driveline™. Этот составной шкив сфальсифицирован как трехкратная покупка с двумя тройными блоками. Система имеет механическое преимущество 6.

Power Window System

Система окна со степенью

Управляемая двигателем система окна со степенью. Двигатель постоянного тока управляет степенью оконным механизмом через червячную передачу с автоблокировкой с отношением 1:50. Механизм степени состоит из барабана кабеля и четырех шкивов все соединенные кабелем. Окно присоединено к кабелю в двух точках пластиной лифта. Это обеспечивает перемещение обеих сторон окна с одинаковой скоростью и в одном направлении, сохраняя уровень окна. Модель также включает вязкое трение в направляющих рельсах.

Расширенные возможности

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

.

См. также

| | | |

Введенный в R2021a

Документация по Simscape Driveline

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте