Интерфейс между гидравлической и механической поступательной областями
Гидравлические элементы
Блок Translational Hydro-Mechanical Converter моделирует идеальный преобразователь, который преобразует энергию жидкости в механическую энергию в виде поступательного движения выходного представителя преобразователя и наоборот. Опция сжимаемости делает конвертер учитывающим динамические изменения плотности жидкости.
Используя этот блок в качестве базового элемента, можно создать большое разнообразие моделей гидроцилиндра, добавив специфичные для приложения эффекты, такие как утечки, трение, жёсткие упоры и так далее.
Преобразователь моделируется согласно следующим уравнениям:
где
| q | Скорость потока жидкости в ёмкость конвертера |
| A | Эффективная площадь базового поршня |
| v R | Скорость штока конвертера |
| v C | Скорость корпуса конвертера |
| F | Сила, разработанная конвертером |
| 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 приводит к положительному перемещению R относительно C, -1 если увеличение давления жидкости вызывает отрицательное перемещение R относительно C) |
Объем поршня вычисляется согласно
где
| V мертвы | Мертвый объем ёмкости |
| <reservedrangesplaceholder0> 0 | Начальное положение поршня |
| x | Перемещение поршня из начального положения |
Порт А является гидравлическим портом, сопоставленным с входным отверстием конвертера. Порты R и C являются переводными механическими портами, сопоставленными со штоком и корпусом конвертера, соответственно.
Диалоговое окно блока не имеет Source code ссылки. Чтобы просмотреть базовый источник компонента, откройте следующие файлы в MATLAB® редактор:
Для несжимаемой реализации конвертера - translational_converter_incompressible.ssc
Для реализации сжимаемого конвертера - translational_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.
Эффективная площадь базового поршня. Значение по умолчанию 5e-4 м ^ 2.
Задает ориентацию конвертера относительно глобально присвоенного положительного направления. Конвертер может быть установлен двумя различными способами, в зависимости от того, прикладывает ли он силу 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 перемещению 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 перемещению 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 перемещения R порта относительно C порта:
Calculate from velocity of port R relative to port C - Вычислите перемещение от относительных скоростей портов на основе блочных уравнений. Это метод по умолчанию.
Provide input signal from Multibody joint - Включите порт p входного физического сигнала, чтобы передать информацию о перемещении от шарнира Multibody. Используйте этот метод только, когда вы соединяете конвертер с соединением Multibody при помощи блока Translational 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 Piston displacement есть Calculate from velocity of port R relative to port C. Значение по умолчанию 0 м.
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.
RПорт механической передачи, сопоставленная со штоком конвертера.
CПорт механической передачи, связанная с корпусом конвертера.
PВходной порт физического сигнала, который передает информацию о положении от Simscape™ Multibody™ соединения. Подключите этот порт к порту p измерения положения соединения. Для получения дополнительной информации смотрите Соединение Simscape-сетей к Simscape Multibody Joints. Чтобы включить этот порт, установите параметр Interface displacement равным Provide input signal from Multibody joint.