Rotational Hard Stop

Двусторонний вращательный жёсткий упор

Библиотека:
Simscape/Библиотека фундаментов/Механические/Вращательные элементы

Описание

Блок Rotational Hard Stop представляет двусторонний механический вращательный жёсткий упор, который ограничивает движение тела между верхней и нижней границами. Оба порта блока имеют механический вращательный тип. Влияние между ползуном и упорами принято упругим. Упор выполнен в виде пружины, которая входит в контакт с ползуном при расчистке зазора. Пружина противостоит проникновению ползуна в упор с крутящим моментом, линейно пропорциональным этому проникновению. Для расчета энергетического рассеяния и неупругих эффектов демпфирование вводится как параметры блоков, таким образом позволяя учитывать потери энергии.

Базовая модель жёсткого упора, Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound, описывается следующими уравнениями:

$T = {\begin{array}{l} K_{p} \cdot (φ - g_{p}) + D_{p} \cdot ω & для φ \geq g_{p} \\ 0 & для g_{n} < φ < g_{p} \\ K_{n} \cdot (φ - g_{n}) + D_{n} \cdot ω & для φ \leq g_{n} \end{array}$

$ω = \frac{d φ}{d t}$

где

T - крутящий момент взаимодействия между ползуном и корпусом.
g p - начальный зазор между ползуном и верхней границей.
g n - начальный зазор между ползуном и нижней границей.
φ - угловое положение ползунка.
K p - упругость контакта в верхней границе.
K n - упругость контакта в нижней границе.
D p - коэффициент демпфирования в верхней границе.
D n является коэффициентом демпфирования в нижней границе.
ω - скорость вращения ползунка.
t время.

В Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound модель жёсткого упора, уравнения содержат дополнительные условия, ge(ω, 0) иle(ω, 0). Эти условия гарантируют, что демпфирование не применяется к отскоку.

$T = {\begin{array}{l} K_{p} \cdot (φ - g_{p}) + D_{p} \cdot ω \cdot g e (ω, 0) & для φ \geq g_{p} \\ 0 & для g_{n} < φ < g_{p} \\ K_{n} \cdot (φ - g_{n}) + D_{n} \cdot ω \cdot l e (ω, 0) & для φ \leq g_{n} \end{array}$

Реляционные функции ge (больший или равный) и le (меньше или равно) не генерируйте пересечения нуля, когда скорость вращения изменяет знак. Для получения дополнительной информации см. «Включение и отключение условий пересечения нулем в языке Simscape». Однако решатель лечит ge и le функционирует как нелинейный. Поэтому, если simscape.findNonlinearBlocks указывает, что остальная часть вашей сети является линейной или коммутируемой, используйте Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound модель для улучшения эффективности.

Модель жёсткого упора по умолчанию, Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound, добавляет две переходные области к уравнениям, по одной у каждой границы. В то время как ползун перемещается через переходную область, блок плавно увеличивает крутящий момент с нуля до полного значения. В конце переходной области прикладываются полная жесткость и демпфирование. На отскоке и жесткость, и демпфирующие крутящие моменты плавно уменьшаются назад к нулю. Эти уравнения также используют ge и le реляционные функции, которые не дают пересечений нуля.

Блок ориентирован от R до C. Это означает, что блок передает крутящий момент от порта R к порту C, когда зазор закрыт в положительном направлении.

Переменные

Чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для основных переменных до симуляции, используйте вкладку Variables в диалоговом окне блока (или раздел Variables в Property Inspector блоков). Для получения дополнительной информации смотрите Задать приоритет и Начальный целевой объект для основных переменных.

Порты

Сохранение

расширить все

`R` - Шток (ползун)
механический вращательный

Механический вращательный порт сопоставлен с ползуном, который перемещается между упорами, установленными на корпусе.

`C` - Случай
механический вращательный

Механический вращательный порт сопоставлен с корпусом.

Параметры

расширить все

`Upper bound` - Зазор между ползуном и верхней границей
`0.1 rad` (по умолчанию)

Зазор между ползуном и верхней границей. Направление задается относительно локальной системы координат, причем ползунок расположен в источник. Положительное значение параметра задает зазор между ползуном и верхней границей. Отрицательное значение устанавливает ползунок как проникающий в верхнюю границу.

`Lower bound` - Зазор между ползуном и нижней границей
`-0.1 rad` (по умолчанию)

Зазор между ползуном и нижней границей. Направление задается относительно локальной системы координат, причем ползунок расположен в источник. Отрицательное значение параметра задает зазор между ползуном и нижней границей. Положительное значение устанавливает ползунок как проникающий в нижнюю границу.

`Contact stiffness at upper bound` - Упругость столкновения на верхней границе
`1e6 N*m/rad` (по умолчанию)

Этот параметр задает свойство упругости сталкивающихся тел, когда ползунок ударяется о верхнюю границу. Чем больше значение параметра, тем меньше тела проникают друг в друга, тем более жестким становится влияние. Меньшее значение параметра делает контакт более мягким, но в целом улучшает сходимость и вычислительную эффективность.

`Contact stiffness at lower bound` - Упругость столкновения на нижней границе
`1e6 N*m/rad` (по умолчанию)

`Contact damping at upper bound` - Свойство демпфирования в верхней границе
`0.01 N*m/(rad/s)` (по умолчанию)

Этот параметр задает свойство демпфирования сталкивающихся тел, когда ползунок достигает верхней границы. Чем больше значение параметра, тем больше энергии рассеивается во время взаимодействия.

`Contact damping at lower bound` - Свойство демпфирования в нижней границе
`0.01 N*m/(rad/s)` (по умолчанию)

Этот параметр задает свойство демпфирования сталкивающихся тел, когда ползунок достигает нижней границы. Чем больше значение параметра, тем больше энергии рассеивается во время взаимодействия.

`Hard stop model` - Выберите модель жёсткого упора
`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`

Выберите модель жёсткого упора:

Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound - Задайте переходную область, в которой крутящий момент масштабируется от нуля. В конце переходной области прикладываются полная жесткость и демпфирование. Эта модель имеет демпфирование, приложенное к отскоку, но это ограничено значением крутящего момента жесткости. В этом смысле демпфирование может уменьшить или исключить крутящий момент, обеспечиваемый жесткостью, но никогда не превышает его. Все уравнения сглажены и не производят пересечений нуля.
Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound - Эта модель имеет полную жесткость и демпфирование, приложенные с влиянием в верхней и нижней границах, без демпфирования на отскоке. Уравнения не приводят к пересечениям нуля, когда скорость изменяет знак, но существует основанное на положении пересечение нуля в границах. Отсутствие демпфирования при отскоке помогает быстро продвинуть ползун мимо этого положения. Эта модель имеет нелинейные уравнения.
Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound - Эта модель имеет полную жесткость и демпфирование, приложенные с влиянием в верхней и нижней границах, с демпфированием, приложенным также на отскоке. Уравнения коммутируются линейно, но создают основанные на положении пересечения нуля. Используйте этот жёсткий упор, если simscape.findNonlinearBlocks указывает, что это блок, который препятствует линейному переключению всей сети.

`Transition region` - Область, в которой крутящий момент растёт
`0.001 rad` (по умолчанию)

Область, в которой крутящий момент растёт с нуля до полного значения. В конце переходной области прикладываются полная жесткость и демпфирование.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Hard stop model задано значение Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound.

Документация

Rotational Hard Stop

Описание

Переменные

Порты

Сохранение

`R` - Шток (ползун)
механический вращательный

`C` - Случай
механический вращательный

Параметры

`Upper bound` - Зазор между ползуном и верхней границей
`0.1 rad` (по умолчанию)

`Lower bound` - Зазор между ползуном и нижней границей
`-0.1 rad` (по умолчанию)

`Contact stiffness at upper bound` - Упругость столкновения на верхней границе
`1e6 N*m/rad` (по умолчанию)

`Contact stiffness at lower bound` - Упругость столкновения на нижней границе
`1e6 N*m/rad` (по умолчанию)

`Contact damping at upper bound` - Свойство демпфирования в верхней границе
`0.01 N*m/(rad/s)` (по умолчанию)

`Contact damping at lower bound` - Свойство демпфирования в нижней границе
`0.01 N*m/(rad/s)` (по умолчанию)

`Transition region` - Область, в которой крутящий момент растёт
`0.001 rad` (по умолчанию)

Зависимости

Расширенные возможности

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

См. также

Документация Simscape

Поддержка

Документация

Rotational Hard Stop

Описание

Переменные

Порты

Сохранение

R - Шток (ползун) механический вращательный

C - Случай механический вращательный

Параметры

Upper bound - Зазор между ползуном и верхней границей 0.1 rad (по умолчанию)

Lower bound - Зазор между ползуном и нижней границей -0.1 rad (по умолчанию)

Contact stiffness at upper bound - Упругость столкновения на верхней границе 1e6 N*m/rad (по умолчанию)

Contact stiffness at lower bound - Упругость столкновения на нижней границе 1e6 N*m/rad (по умолчанию)

Contact damping at upper bound - Свойство демпфирования в верхней границе 0.01 N*m/(rad/s) (по умолчанию)

Contact damping at lower bound - Свойство демпфирования в нижней границе 0.01 N*m/(rad/s) (по умолчанию)

Transition region - Область, в которой крутящий момент растёт 0.001 rad (по умолчанию)

Зависимости

Расширенные возможности

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

См. также

Документация Simscape

Поддержка

`R` - Шток (ползун)
механический вращательный

`C` - Случай
механический вращательный

`Upper bound` - Зазор между ползуном и верхней границей
`0.1 rad` (по умолчанию)

`Lower bound` - Зазор между ползуном и нижней границей
`-0.1 rad` (по умолчанию)

`Contact stiffness at upper bound` - Упругость столкновения на верхней границе
`1e6 N*m/rad` (по умолчанию)

`Contact stiffness at lower bound` - Упругость столкновения на нижней границе
`1e6 N*m/rad` (по умолчанию)

`Contact damping at upper bound` - Свойство демпфирования в верхней границе
`0.01 N*m/(rad/s)` (по умолчанию)

`Contact damping at lower bound` - Свойство демпфирования в нижней границе
`0.01 N*m/(rad/s)` (по умолчанию)

`Transition region` - Область, в которой крутящий момент растёт
`0.001 rad` (по умолчанию)

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