Rotational Hydro-Mechanical Converter
Интерфейс между гидравлической и механической вращательной областями
Библиотека
Гидравлические элементы
Описание
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.sscДля реализации сжимаемого конвертера -
rotational_converter_compressible.ssc
Основные допущения и ограничения
Блок моделирует идеальный конвертер с опцией для расчета сжимаемости жидкости. Другие эффекты, такие как жёсткие упоры, инерция или утечки, моделируются вне конвертера.
Параметры
- Displacement
Эффективное перемещение конвертера. Значение по умолчанию
1.2e-4м ^ 3/рад.- Converter orientation
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.
- Compressibility
Определяет, принята ли плотность жидкости за постоянную или изменяющуюся с давлением. Значение по умолчанию
Off, в этом случае блок моделирует идеальный преобразователь. Если вы выбираетеOn, диалоговое окно блока отображает дополнительные параметры, которые позволяют вам модели динамические изменения плотности жидкости, не добавляя никаких дополнительных блоков.- Shaft rotation
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.- Initial shaft angle
Начальное смещение поршня от упора гидроцилиндра. Этот параметр включен, когда Compressibility
Onа Shaft rotation естьCalculate from velocity of port R relative to port C. Значение по умолчанию0.- Dead volume
Объем жидкости в ёмкости при нулевом положении поршня. Этот параметр включен, когда Compressibility
On. Значение по умолчанию1e-4м ^ 3.- Specific heat ratio
Коэффициент удельной теплоемкости. Этот параметр включен, когда Compressibility
On. Значение по умолчанию1.4.- Initial pressure
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 умолчанию0.
Порты
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.