Constant Velocity Joint

Соединение, которое обеспечивает кинематическое ограничение постоянной скорости между двумя валами

  • Библиотека:
  • Simscape/Мультитело/Шарниры

  • Constant Velocity Joint block

Описание

Блок Constant Velocity Joint применяет кинематическое ограничение постоянной скорости (CV) между его основой и последующими системами координат, источники совпадают во время симуляции. А именно, если Z - оси основы и систем координат последователя оба зафиксированы относительно общей системы координат, Z - компоненты скоростей вращения этих двух систем координат относительно общей системы координат равны.

Блок имеет две степени свободы, которые позволяют Z-осям основы и последующей системы координат произвольно ориентироваться друг относительно друга. Рисунок показывает пример .

Azimuth Bend Angle

Черная и красная системы координат указывают на основу и последующую системы координат блока. Вращение азимута вокруг оси Z базовой системы координат определяет плоскость, в которой происходит угол поворота. Угол поворота вокруг получившейся Y -оси, красной Y -оси, задает ориентацию Z -оси последующей системы координат относительно Z -оси базовой системы координат.

Блок имеет две параметризации, Rotation Sequence (faster simulation) или Quaternion (allows zero bend angle), для определения внутренних состояний соединения. Используйте параметризацию последовательности поворота, когда это возможно, потому что симуляция с этой параметризацией обычно быстрее, чем симуляция с параметризацией кватерниона. Для получения дополнительной информации см. раздел «Внутреннее состояние».

Можно задать необходимые начальные состояния соединения с параметрами под State Targets, такими как положение и скорость азимута и угол поворота.

Блок обладает различными чувствительными способностями. Вы можете чувствовать азимут, угол поворота и их производные по времени в течение симуляции. Кроме того, можно почувствовать силы и крутящие моменты, которые действуют в соединении, такие как ограничительные силы и полный крутящий момент. Смотрите Композитное Измерение Силы/Крутящего Момента для получения дополнительной информации.

Порты

Система координат

расширить все

Порт сопоставлен с базовой системой координат блока соединений. В типичных приложениях, где CV-соединение соединяет два вала, Z ось базовой системы координат выровнена с ведущим валом.

Порт сопоставлен с последующей системой координат блока соединений. В типичных приложениях, где CV-соединение соединяет два вала, Z ось последующей системы координат выровнена с ведомым валом.

Вход

расширить все

Входной сигнал, который управляет режимом соединения, задается как безъядерный скаляр. Режим соединения нормален, когда входной сигнал равен 0, и отключен, когда входной сигнал равен -1. Режим соединения может быть изменен много раз во время симуляции.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Mode Configuration задайте Mode Provided by Input.

Выход

расширить все

Угол поворота CV-соединения, возвращаемый в виде скаляра. Эта величина является углом между Z -осями основы и последующей системы координат блока.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > Sensing > Bend Angle, выберите Position.

Скорость угла поворота CV-соединения, возвращаемая в виде скаляра. Эта величина равна производной по времени от сигнала, выводимого из порта qb.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > Sensing > Bend Angle, выберите Velocity.

Ускорение угла поворота CV-соединения, возвращаемое в виде скаляра. Эта величина равна второй производной по времени от сигнала, выводимого из порта qb.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > Sensing > Bend Angle, выберите Acceleration.

Азимут CV-шарнира, возвращается в виде скаляра. Эта величина является углом поворота вокруг Z оси базовой системы координат. Вращение определяет плоскость, в которой происходит угол поворота.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > Sensing > Azimuth, выберите Position.

Скорость азимута CV-соединения, возвращаемая в виде скаляра. Эта величина равна производной по времени от сигнала, выводимого из порта qa.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > Sensing > Azimuth, выберите Velocity.

Ускорение азимута CV-соединения, возвращаемое в виде скаляра. Эта величина равна второй производной по времени от сигнала, выводимого из порта qa.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > Sensing > Azimuth, выберите Acceleration.

Ограничительная сила, которая действует в соединении, возвращается как скаляр. Сила поддерживает поступательные ограничения соединения. Дополнительные сведения см. в разделе Силы ограничения чувств.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Composite Force/Torque Sensing выберите Constraint Force.

Ограничительный крутящий момент, действующий в соединении, возвращается как скаляр. Крутящий момент поддерживает вращательные ограничения соединения. Для получения дополнительной информации см. раздел «Измерение силы и крутящего момента».

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Composite Force/Torque Sensing выберите Constraint Torque.

Общая сила, действующая в суставе, возвращается как скаляр. Общая сила является суммой сил, передаваемых от одной системы координат к другому через соединение. Сила включает в себя приведение в действие, внутренние и ограничительные силы. Для получения дополнительной информации см. раздел «Измерение силы и крутящего момента».

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Composite Force/Torque Sensing выберите Total Force.

Полный крутящий момент, действующий в соединении, возвращается как скаляр. Полный крутящий момент - это сумма крутящих моментов, передаваемых от одной системы координат к другому через соединение. Крутящий момент включает в себя приведение в действие, внутренние и ограничительные моменты. Для получения дополнительной информации см. раздел «Измерение силы и крутящего момента».

Зависимости

Чтобы включить этот порт, в разделе Composite Force/Torque Sensing выберите Total Torque.

Параметры

расширить все

Примитив постоянной скорости (CV)

Выберите параметризацию, чтобы задать внутренние состояния соединения.

Rotation Sequence (faster simulations)

Блок Constant Velocity Joint использует параметризацию последовательности поворота Z-Y-Z. Угол поворота второй Z -оси является отрицательным углом поворота первой Z -оси.

Используйте этот метод по возможности, потому что симуляция с этой параметризацией обычно быстрее, чем симуляция с параметризацией кватерниона. Однако параметризация последовательности поворота Z-Y-Z имеет кинематическую особенность, когда угол поворота равен нулю. Если требуется нулевой угол поворота, установите Internal State равным Quaternion (allows zero bend angle).

Quaternion (allows zero bend angle)

Блок Constant Velocity Joint использует параметризацию кватерниона. Чтобы применить кинематическое ограничение CV, четвертый компонент кватерниона, Z-компонент векторной части, всегда равен нулю.

Используйте этот метод, когда требуется нулевой угол поворота. Этот метод не имеет кинематической особенности при нулевом угле поворота, но имеет кинематическую особенность, когда угол поворота равен 180 степеням. Симуляция с этой параметризацией обычно медленнее, чем симуляция с Z-Y-Z параметризацией.

Выберите этот параметр, чтобы включить параметры для определения положения цели соединения.

Установите уровень приоритета цели положения. Для получения дополнительной информации см. раздел «Направляющая сборка».

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > State Targets, выберите Specify Position Target.

Задавать ли цель положения CV-соединения в начале симуляции можно только с помощью угла поворота или угла поворота и азимута.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > State Targets, выберите Specify Position Target.

Задайте угол поворота CV-соединения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > State Targets, выберите Specify Position Target.

Задайте азимут CV-соединения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > State Targets > Specify Position Target > Value, выберите Bend Angle and Azimuth.

Выберите этот параметр, чтобы включить параметры для определения цели скорости соединения.

Установите уровень приоритета цели скорости. Для получения дополнительной информации см. раздел «Направляющая сборка».

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > State Targets, выберите Specify Velocity Target.

Задавать ли цель скорости CV-соединения в начале симуляции можно только с помощью угла поворота или угла поворота и азимута.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > State Targets, выберите Specify Velocity Target.

Задайте угловую скорость поворота CV-соединения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > State Targets, выберите Specify Velocity Target.

Задайте азимутальную скорость CV-соединения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в разделе Constant Velocity Primitive (CV) > State Targets > Specify Velocity Target > Value, выберите Bend Angle and Azimuth.

Выберите этот параметр, чтобы включить qb портов.

Выберите этот параметр, чтобы включить wb портов.

Выберите этот параметр, чтобы включить bb портов.

Выберите этот параметр, чтобы включить qa портов.

Выберите этот параметр, чтобы включить wa портов.

Выберите этот параметр, чтобы включить ba портов.

Строение режима

Задайте режим соединения для симуляции.

МетодОписание
NormalСоединение ведет себя нормально на протяжении всей симуляции.
DisengagedСоединение разъединяется в течение всей симуляции.
Provided by InputЭта опция открывает порт mode, который можно подключить к входному сигналу, чтобы изменить режим соединения во время симуляции. Режим соединения нормален, когда входной сигнал равен 0, и отключен, когда входной сигнал равен -1. Режим соединения может быть изменен много раз во время симуляции.

Измерение композитной силы/крутящего момента

Силы и крутящие моменты, которые последующая система координат оказывает на базовую систему координат или базовую систему координат, влияют на последующую систему координат. Противоположное направление изменяет знак измерений. Для получения дополнительной информации см. раздел «Направление измерения силы и крутящего момента».

Follower on Base

Определите силу и крутящий момент, которые последующая система координат оказывает на базовую систему координат.

Base on Follower

Определите силу и крутящий момент, которые базовая система координат оказывает на последующую систему координат.

Система координат, используемый для разрешения измерений. Выбор имеет значение только в том случае, если соединение имеет вращательные степени свободы.

Base

Блок соединений разрешает измерения в координатах базовой системы координат.

Follower

Блок соединений разрешает измерения в координатах последующей системы координат.

Выберите этот параметр, чтобы включить fc портов.

Выберите этот параметр, чтобы включить tc портов.

Выберите этот параметр, чтобы включить ft портов.

Выберите этот параметр, чтобы включить tt портов.

Расширенные возможности

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

.
Введенный в R2015a