Translational Mechanical Converter (IL)

Интерфейс между изотермической жидкостью и механическими поступательными сетями

Библиотека:
Simscape/Библиотека фундаментов/Изотермическая жидкость/Элементы

Описание

Блок Translational Mechanical Converter (IL) моделирует границу между изотермической гидравлической сетью и механической вращательной сетью. Блок преобразует изотермическое давление жидкости в механическую силу и наоборот. Может использоваться как базовый блок для линейных приводов.

Конвертер содержит переменный объем жидкости. Если для Model dynamic compressibility задано значение Onзатем давление развивается на основе динамической сжимаемости объема жидкости. Параметр Mechanical orientation позволяет вам задать, смещает ли увеличение давления порт R от порта C или к нему.

Порт A является портом изотермической жидкости, сопоставленным с входным отверстием конвертера. Порты R и C являются портами механической передачи, сопоставленными с движущимся интерфейсом и корпусом конвертера, соответственно.

Баланс массы

Уравнения сохранения массы в объеме механического преобразователя

$\begin{array}{l} {\dot{m}}_{A} = {\begin{matrix} ε ρ_{I} S v, & если жидкость динамичный сжимаемость является прочь \\ ε ρ_{I} S v + \frac{1}{β_{I}} \frac{d p_{I}}{d t} ρ_{I} V, & если жидкость динамичный сжимаемость является на \end{matrix} \\ v = \frac{d x}{d t} \\ V = V_{d e a d} + ε S x \end{array}$

где:

${\dot{m}}_{A}$ - массовый расход жидкости в конвертер через порт A.
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).
ρ I - плотность жидкости в конвертере.
β I является модулем объемной упругости жидкости внутри конвертера.
S - площадь поперечного сечения интерфейса конвертера.
v - поступательная скорость интерфейса конвертера.
x - перемещение интерфейса конвертера.
V - объем жидкости внутри конвертера.
V _{мертвый} - это мертвый объем, то есть объем жидкости, когда перемещение границы раздела равно 0.
p я давление внутри конвертера.

Если вы соединяете конвертер с соединением Multibody, используйте входной порт физического сигнала p, чтобы задать перемещение R порта относительно C порта. В противном случае блок вычисляет перемещение интерфейса из относительных скоростей порта, согласно уравнениям выше. Перемещение поверхности раздела равно нулю, когда объем жидкости равен мертвому объему. Затем, в зависимости от Mechanical orientation значения параметров:

Если Pressure at A causes positive displacement of R relative to Cперемещение поверхности раздела увеличивается, когда объем жидкости увеличивается из мертвого объема.
Если Pressure at A causes negative displacement of R relative to Cперемещение поверхности раздела уменьшается, когда объем жидкости увеличивается из мертвого объема.

Уравнения, используемые для вычисления плотности смеси жидкостей и модуля объемной упругости, зависят от выбранной модели изотермической жидкости. Для получения дополнительной информации см. Опции изотермического моделирования жидкости.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в объеме механического преобразователя

$F = ε (p_{env} - p) S,$

где:

F - сила, которую жидкость оказывает на интерфейс конвертера.
p _env - давление окружения вне конвертера.

Допущения и ограничения

Стенки конвертера идеально жесткие.
Конвертер не содержит механических жёстких упоров. Чтобы включить жёсткие упоры, используйте блок Translational Hard Stop.
Сопротивление потока между входным и внутренним отверстиями конвертера незначительно.
Кинетическая энергия жидкости в конвертере незначительна.

Порты

Вход

расширить все

`p` - Перемещение порта R относительно порта C, м
физический сигнал

Входной физический сигнал, 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.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите параметр Interface displacement равным Provide input signal from Multibody joint.

Сохранение

расширить все

`A` - Входное отверстие конвертера
изотермическая жидкость

Порт для изотермической жидкости сопоставлен с входным отверстием конвертера.

`R` - Шток
механический поступательный

Порт механической передачи, сопоставленный с движущимся интерфейсом.

`C` - Случай
механический поступательный

Порт механической передачи, сопоставленная с корпусом конвертера.

Параметры

расширить все

`Mechanical orientation` - Выберите ориентацию конвертера
`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C` (по умолчанию) | `Pressure at A causes negative displacement of R relative to C`

Выберите выравнивание подвижной поверхности раздела относительно давления жидкости:

Pressure at A causes positive displacement of R relative to C - Увеличение давления жидкости приводит к положительному перемещению порта R относительно порта C.
Pressure at A causes negative displacement of R relative to C - Увеличение давления жидкости приводит к отрицательному перемещению порта R относительно порта C.

`Interface displacement` - Выберите метод для определения относительных позиций портов
`Calculate from velocity of port R relative to port C` (по умолчанию) | `Provide input signal from Multibody joint`

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, основываясь на уравнениях баланса масс. 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».

`Initial interface displacement` - Поступательное смещение порта R относительно порта C в начале симуляции
`0 m` (по умолчанию) | скаляром

Поступательное смещение R порта относительно C порта в начале симуляции. Значение 0 соответствует исходному объему жидкости, равному Dead volume.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Interface displacement задано значение Calculate from velocity of port R relative to port C.

Если Mechanical orientation Pressure at A causes positive displacement of R relative to C, значение параметров должно быть больше или равно 0.
Если Mechanical orientation Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, значение параметров должно быть меньше или равно 0.

`Interface cross-sectional area` - Область, на которую жидкость оказывает давление для создания поступательной силы
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Область, на которую жидкость оказывает давление, чтобы генерировать поступательную силу.

`Dead volume` - Объем жидкости при перемещении поверхности раздела 0
`1e-5 m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Объем жидкости при перемещении границы раздела 0.

`Environment pressure specification` - Выберите метод спецификации давления окружения
`Atmospheric pressure` (по умолчанию) | `Specified pressure`

Выберите метод спецификации давления вне конвертера:

Atmospheric pressure - Используйте атмосферное давление, заданное блоком Isothermal Liquid Properties (IL), соединенным с контуром.
Specified pressure - Задайте значение при помощи параметра Environment pressure.

`Environment pressure` - Давление вне конвертера
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Давление вне конвертера, действующее против давления объема жидкости конвертера. Значение 0 указывает, что конвертер расширяется в вакуум.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Environment pressure specification задано значение Specified pressure.

`Fluid dynamic compressibility` - Выберите, следует ли моделировать динамическую сжимаемость жидкости
`On` (по умолчанию) | `Off`

Выберите, следует ли учитывать динамическую сжимаемость жидкости. Динамическая сжимаемость придает плотности жидкости зависимость от давления и температуры, влияя на переходный процесс системы в быстропротекающих ситуациях.

`Initial liquid pressure` - Давление жидкости в начальном моменте времени
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Давление жидкости в конвертере в начале симуляции.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Fluid dynamic compressibility задано значение On.

Примеры моделей

Hydraulic Actuator with Analog Position Controller

Гидравлический Привод с контроллером аналогового положения

Как библиотека Foundation может использоваться для моделирования систем, которые охватывают электрические, механические и изотермические жидкие области. В модели гидравлическая система, реализованная в области изотермической жидкости, управляет положением механической нагрузки в ответ на ссылку напряжения. Если ссылка равна нулю, то ход гидропривода (и нагрузки) равен нулю, а если ссылка + 5 В, то ход равен 100 мм.

Документация

Translational Mechanical Converter (IL)

Описание

Баланс массы

Баланс импульса

Допущения и ограничения

Порты

Вход

`p` - Перемещение порта R относительно порта C, м
физический сигнал

Зависимости

Сохранение

`A` - Входное отверстие конвертера
изотермическая жидкость

`R` - Шток
механический поступательный

`C` - Случай
механический поступательный

Параметры

`Mechanical orientation` - Выберите ориентацию конвертера
`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C` (по умолчанию) | `Pressure at A causes negative displacement of R relative to C`

`Interface displacement` - Выберите метод для определения относительных позиций портов
`Calculate from velocity of port R relative to port C` (по умолчанию) | `Provide input signal from Multibody joint`

`Initial interface displacement` - Поступательное смещение порта R относительно порта C в начале симуляции
`0 m` (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

`Interface cross-sectional area` - Область, на которую жидкость оказывает давление для создания поступательной силы
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Dead volume` - Объем жидкости при перемещении поверхности раздела 0
`1e-5 m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Environment pressure specification` - Выберите метод спецификации давления окружения
`Atmospheric pressure` (по умолчанию) | `Specified pressure`

`Environment pressure` - Давление вне конвертера
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Fluid dynamic compressibility` - Выберите, следует ли моделировать динамическую сжимаемость жидкости
`On` (по умолчанию) | `Off`

`Initial liquid pressure` - Давление жидкости в начальном моменте времени
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Примеры моделей

Гидравлический Привод с контроллером аналогового положения

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Simscape

Поддержка

Документация

Translational Mechanical Converter (IL)

Описание

Баланс массы

Баланс импульса

Допущения и ограничения

Порты

Вход

p - Перемещение порта R относительно порта C, м физический сигнал

Зависимости

Сохранение

A - Входное отверстие конвертера изотермическая жидкость

R - Шток механический поступательный

C - Случай механический поступательный

Параметры

Mechanical orientation - Выберите ориентацию конвертера Pressure at A causes positive displacement of R relative to C (по умолчанию) | Pressure at A causes negative displacement of R relative to C

Interface displacement - Выберите метод для определения относительных позиций портов Calculate from velocity of port R relative to port C (по умолчанию) | Provide input signal from Multibody joint

Initial interface displacement - Поступательное смещение порта R относительно порта C в начале симуляции 0 m (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Interface cross-sectional area - Область, на которую жидкость оказывает давление для создания поступательной силы 0.01 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Dead volume - Объем жидкости при перемещении поверхности раздела 0 1e-5 m^3 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Environment pressure specification - Выберите метод спецификации давления окружения Atmospheric pressure (по умолчанию) | Specified pressure

Environment pressure - Давление вне конвертера 0.101325 MPa (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Fluid dynamic compressibility - Выберите, следует ли моделировать динамическую сжимаемость жидкости On (по умолчанию) | Off

Initial liquid pressure - Давление жидкости в начальном моменте времени 0.101325 MPa (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Примеры моделей

Гидравлический Привод с контроллером аналогового положения

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Simscape

Поддержка

`p` - Перемещение порта R относительно порта C, м
физический сигнал

`A` - Входное отверстие конвертера
изотермическая жидкость

`R` - Шток
механический поступательный

`C` - Случай
механический поступательный

`Mechanical orientation` - Выберите ориентацию конвертера
`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C` (по умолчанию) | `Pressure at A causes negative displacement of R relative to C`

`Interface displacement` - Выберите метод для определения относительных позиций портов
`Calculate from velocity of port R relative to port C` (по умолчанию) | `Provide input signal from Multibody joint`

`Initial interface displacement` - Поступательное смещение порта R относительно порта C в начале симуляции
`0 m` (по умолчанию) | скаляром

`Interface cross-sectional area` - Область, на которую жидкость оказывает давление для создания поступательной силы
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Dead volume` - Объем жидкости при перемещении поверхности раздела 0
`1e-5 m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Environment pressure specification` - Выберите метод спецификации давления окружения
`Atmospheric pressure` (по умолчанию) | `Specified pressure`

`Environment pressure` - Давление вне конвертера
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Fluid dynamic compressibility` - Выберите, следует ли моделировать динамическую сжимаемость жидкости
`On` (по умолчанию) | `Off`

`Initial liquid pressure` - Давление жидкости в начальном моменте времени
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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