Интерфейс между гидравлической и механической вращательной областями
Гидравлические элементы
Блок Rotational Hydro-Mechanical Converter моделирует идеальный преобразователь, который преобразует энергию жидкости в механическую энергию в виде вращательного движения вала преобразователя и наоборот. Преобразователь представляет собой основной компонент привода поворотных лопаток одностороннего действия. Опция сжимаемости делает конвертер учитывающим динамические изменения плотности жидкости.
Используя этот блок в качестве базового элемента, можно создать большое разнообразие вращательных приводов путем добавления специфичных для применения эффектов, таких как утечки, трение, жёсткие упоры и так далее.
Преобразователь моделируется согласно следующим уравнениям:
где
| q | Скорость потока жидкости в ёмкость конвертера |
| D | Перемещение конвертера, или объем жидкости, необходимый для поворота вала на модуль измерения угла |
| ωS | Угловая скорость вала конвертера |
| ωC | Скорость вращения корпуса конвертера |
| T | Крутящий момент на валу |
| p | Абсолютное давление жидкости в ёмкости конвертера |
| V | Объем поршня |
| α | Относительное количество поглощенного воздуха |
| ρ l0 | Плотность жидкости в атмосферных условиях |
| ρ g0 | Плотность газа в атмосферных условиях |
| <reservedrangesplaceholder0> 0 | Атмосферное давление |
| γ | Удельный коэффициент тепла |
| β l | Модуль объемной упругости в атмосферных условиях и без газа |
| ε | Механическая ориентация конвертера (1 если увеличение давления жидкости вызывает положительное вращение R относительно C, -1 если увеличение давления жидкости вызывает отрицательное вращение R относительно C) |
Объем поршня вычисляется согласно
где
| V мертвы | Мертвый объем ёмкости |
| <reservedrangesplaceholder0> 0 | Начальный угол вала |
| θ | Вращение вала из начального положения |
Порт А является гидравлическим портом, сопоставленным с входным отверстием конвертера. Порты S и C являются портами механического вращений, сопоставленными с валом и корпусом конвертера, соответственно. Давление в порте А генерирует крутящий момент в направлении, заданном параметром Converter orientation.
Диалоговое окно блока не имеет Source code ссылки. Чтобы просмотреть базовый источник компонента, откройте следующие файлы в MATLAB® редактор:
Для несжимаемой реализации конвертера - rotational_converter_incompressible.ssc
Для реализации сжимаемого конвертера - rotational_converter_compressible.ssc
Блок моделирует идеальный конвертер с опцией для расчета сжимаемости жидкости. Другие эффекты, такие как жёсткие упоры, инерция или утечки, моделируются вне конвертера.
Эффективное перемещение конвертера. Значение по умолчанию 1.2e-4 м ^ 3/рад.
Задает ориентацию конвертера относительно глобально присвоенного положительного направления. Конвертер может быть установлен двумя различными способами, в зависимости от того, генерирует ли он крутящий момент в положительном или отрицательном направлении, когда давление прикладывается к его входному отверстию:
Pressure at A causes positive displacement of R relative to C - Увеличение давления жидкости приводит к положительному вращению порта R относительно порта C. Это значение по умолчанию.
Pressure at A causes negative displacement of R relative to C - Увеличение давления жидкости приводит к отрицательному вращению порта R относительно порта C.
Определяет, принята ли плотность жидкости за постоянную или изменяющуюся с давлением. Значение по умолчанию Off, в этом случае блок моделирует идеальный преобразователь. Если вы выбираете On, диалоговое окно блока отображает дополнительные параметры, которые позволяют вам модели динамические изменения плотности жидкости, не добавляя никаких дополнительных блоков.
Выберите метод для определения поворота R порта относительно C порта:
Calculate from velocity of port R relative to port C - Вычислите вращение из относительных скоростей портов, основываясь на блочных уравнениях. Это метод по умолчанию.
Provide input signal from Multibody joint - Включите вход физического сигнала q, чтобы передать информацию о вращении от шарнира Multibody. Используйте этот метод только, когда вы соединяете конвертер с соединением Multibody при помощи блока Rotational Multibody Interface. Для получения дополнительной информации см. раздел «Как передать информацию о положении».
Этот параметр включен, когда Compressibility On.
Начальное смещение поршня от упора гидроцилиндра. Этот параметр включен, когда Compressibility On а Shaft rotation есть Calculate from velocity of port R relative to port C. Значение по умолчанию 0.
Объем жидкости в ёмкости при нулевом положении поршня. Этот параметр включен, когда Compressibility On. Значение по умолчанию 1e-4 м ^ 3.
Коэффициент удельной теплоемкости. Этот параметр включен, когда Compressibility On. Значение по умолчанию 1.4.
Начальное давление в ёмкости. Этот параметр задает начальное условие для использования при вычислении начального состояния блока в начале запуска симуляции. Это включено, когда Compressibility On. Значение по умолчанию 0.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входным отверстием конвертера.
SМеханический вращательный порт сопоставлен с валом конвертера.
CМеханический вращательный порт сопоставлен с корпусом конвертера.
PВходной порт физического сигнала, который передает информацию о положении от Simscape™ Multibody™ соединения. Подключите этот порт к порту q измерения положения соединения. Для получения дополнительной информации смотрите Соединение Simscape-сетей к Simscape Multibody Joints. Чтобы включить этот порт, установите параметр Interface rotation равным Provide input signal from Multibody joint.