Nonlinear Translational Spring

Поступательная пружина на основе полинома или параметризации поиска по таблице

Библиотека:
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives / Springs & Dampers

Описание

Блок Nonlinear Translational Spring представляет поступательную пружину нелинейной кривой смещения силы. Величина упругой силы является общей функцией смещения и должна не обязательно удовлетворить закону Гука. Можно параметрировать отношение смещения силы с помощью полинома или интерполяционной таблицы. Упругая сила может быть симметричной или асимметричной относительно нулевой деформации.

Симметричная полиномиальная параметризация задает упругую силу согласно выражению

$F = k_{1} x + s i g n (x) \cdot k_{2} x^{2} + k_{3} x^{3} + s i g n (x) \cdot k_{4} x^{4} + k_{5} x^{5},$

где:

F является упругой силой.
k ₁, k ₂..., k ₅ является пружинными коэффициентами.
x является относительным смещением между портами R и C.
x _init является начальным относительным смещением.

При симуляции запускаются, x равен x _init.

Чтобы избежать нулевых пересечений, которые замедляют симуляцию, устраните знаковую функцию из многочленного выражения путем определения нечетного полинома (b ₂, b ₄ = 0).

Асимметричная полиномиальная параметризация задает упругую силу согласно выражению:

$F = {\begin{matrix} k_{1 t} x + k_{2 t} x^{2} + k_{3 t} x^{3} + k_{4 t} x^{4} + k_{5 t} x^{5}, & x \geq 0 \\ k_{1 c} x + k_{2 c} x^{2} + k_{3 c} x^{3} + k_{4 c} x^{4} + k_{5 c} x^{5}, & x < 0 \end{matrix},$

где:

k ₁, k ₂..., k ₅ является коэффициентами натяжения пружины.
k ₁, k ₂..., k ₅ является пружинными коэффициентами сжатия.

Обе полиномиальной параметризации использует многочленное выражение пятого порядка. Чтобы использовать полином более низкоуровневый, обнулите ненужные коэффициенты высшего порядка. Чтобы использовать полином высшего порядка, соответствуйте к полиному более низкоуровневому или использовать параметризацию поиска по таблице.

Установка Parameterization к By table lookup задает крутящий момент затухания на основе набора векторов скорости вращения и крутящего момента. Если вы не вводите точку данных для источника, блок автоматически добавляет один (нулевая скорость вращения и нулевой крутящий момент).

Переменные

Используйте вкладку Variables, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

Порты

Сохранение

развернуть все

`C` — Порт Follower
вращательное механическое устройство

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен с концом последователя.

`R` — Основной порт
вращательное механическое устройство

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен с основным концом.

Параметры

развернуть все

`Parameterization` — Метод, чтобы охарактеризовать пружинное поведение
`By polynomial` (значение по умолчанию) | `By table lookup`

Выбор поведения Spring. Можно принять решение параметрировать полиномом или интерполяционной таблицей.

`Symmetry` — Поведение Spring по сравнению с нулевым положением деформации
`Symmetric` (значение по умолчанию) | `Two-sided`

Симметрия поведения Spring о точке нулевой деформации. Когда вы выбираете Symmetric, блок применяет один полином симметрично о точке нулевой деформации. Когда вы выбираете Two-sided, блок применяет уникальные полиномы для силы и сжатия.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Parameterization на By polynomial.

`Vector of spring coefficients` — Симметричные коэффициенты полинома деформации
[100, 0, 10, 0, 1] `N/m` (значение по умолчанию) | вектор

Полиномиальные коэффициенты коэффициента упругости. Самое высокое не элемент нулевого порядка должно быть положительным. Физические единицы измерения представляют первый коэффициент, и блок выбирает соответствующие модули высшего порядка для вас. Этот вектор должен иметь длину 5.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Parameterization на By polynomial и Symmetry к Symmetric.

`Vector of spring tension coefficients` — Положительные двухсторонние коэффициенты полинома деформации
[100, 0, 10, 0, 1] `N/m` (значение по умолчанию)

Полиномиальные коэффициенты для натяжения пружины. Физические единицы измерения представляют первый коэффициент, и блок выбирает соответствующие модули высшего порядка для вас. Этот вектор должен иметь длину 5.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Parameterization на By polynomial и Symmetry к Two-sided.

`Vector of spring compression coefficients` — Отрицательные двухсторонние коэффициенты полинома деформации
[1000, -10, 100, 0, 0] `N/m` (значение по умолчанию)

Полиномиальные коэффициенты для пружинного сжатия. Физические единицы измерения представляют первый коэффициент, и блок выбирает соответствующие модули высшего порядка для вас. Этот вектор должен иметь длину 5.

`Deformation vector` — Деформация, должная обеспечивать запись поиска по таблице
[-1, -.5, -.3, -.1, .1, .3, .5, 1] (значение по умолчанию)

Относительные значения смещения относительно положения нулевой деформации для соответствующих элементов в параметре Force vector. Этот параметр должен быть той же длиной как параметр Force vector. Минимальная длина вектора зависит от метода интерполяции: два для Linear и три для Smooth. Если не включенный в вектор, блок автоматически добавляет точку в координате силы деформации источника.

`Force vector` — Запись поиска по таблице приложенной силы
[-1000, -400, -200, -50, 50, 200, 400, 1000] (значение по умолчанию)

Обеспечьте значения для соответствующего элемента в параметре Deformation vector. Этот параметр должен быть той же длиной как параметр Deformation vector. Минимальная длина вектора: два для Linear и три для Smooth. Блок автоматически добавляет точку в координате силы деформации источника, если вы не задаете тот.

`Interpolation method` — Метод интерполяции между значениями точки останова
`Smooth` (значение по умолчанию) | `Linear`

Интерполяция точки останова интерполяционной таблицы. Блок использует tablelookup функционируйте к нелинейности модели при помощи векторных данных, чтобы сопоставить входные значения с выходными значениями:

Linear — Выберите эту опцию для самой низкой вычислительной стоимости.
Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Для получения дополнительной информации смотрите tablelookup.

`Extrapolation method` — Метод обработки входных значений, которые выходят за пределы области значений набора данных точки останова
`Linear` (значение по умолчанию) | `Nearest` | `Error`

Экстраполяция точки останова интерполяционной таблицы. Этот метод определяет выходное значение, когда входное значение находится вне диапазона, указанного в списке аргументов. Блок использует tablelookup функционируйте к нелинейности модели при помощи векторных данных, чтобы сопоставить входные значения с выходными значениями:

Linear — Выберите эту опцию, чтобы произвести линию, соединяющую соседние значения в области экстраполяции и за пределами с областью интерполяции.
Nearest — Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выше самой высокой или ниже самой низкой точки в области данных.
Error — Выберите эту опцию, чтобы не экстраполировать, когда это необходимо, ваши данные, чтобы быть в табличной области значений. Если входной сигнал находится вне области значений таблицы, симуляция останавливает и генерирует ошибку.

Для получения дополнительной информации смотрите tablelookup.

Примеры модели

Сравнение системы подвески

Испытательный стенд, содержащий три набора пружин и демпферов, взволнован тем же колеблющимся скоростным источником. Первое использование блок Shock Absorber и включает линейную жесткость и затухание. Дополнительное трение и жесткие упоры не используются. Второй амортизатор использует Нелинейный Поступательный Spring и Нелинейный Поступательный Демпфер, заданный симметричными полиномами. Третье использование Переменный Поступательный Spring и Переменный Поступательный Демпфер. Коэффициент упругости варьируется во время симуляции с помощью регулирования без обратной связи, и коэффициент демпфирования настраивает, чтобы гарантировать, что критическое затухание достигается. Управление замкнутым циклом может быть добавлено, чтобы симулировать адаптивную систему подвески.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2013a

Документация

Nonlinear Translational Spring

Описание

Переменные

Порты

Сохранение

`C` — Порт Follower
вращательное механическое устройство

`R` — Основной порт
вращательное механическое устройство

Параметры

`Parameterization` — Метод, чтобы охарактеризовать пружинное поведение
`By polynomial` (значение по умолчанию) | `By table lookup`

`Symmetry` — Поведение Spring по сравнению с нулевым положением деформации
`Symmetric` (значение по умолчанию) | `Two-sided`

Зависимости

`Vector of spring coefficients` — Симметричные коэффициенты полинома деформации
[100, 0, 10, 0, 1] `N/m` (значение по умолчанию) | вектор

Зависимости

`Vector of spring tension coefficients` — Положительные двухсторонние коэффициенты полинома деформации
[100, 0, 10, 0, 1] `N/m` (значение по умолчанию)

Зависимости

`Vector of spring compression coefficients` — Отрицательные двухсторонние коэффициенты полинома деформации
[1000, -10, 100, 0, 0] `N/m` (значение по умолчанию)

`Deformation vector` — Деформация, должная обеспечивать запись поиска по таблице
[-1, -.5, -.3, -.1, .1, .3, .5, 1] (значение по умолчанию)

`Force vector` — Запись поиска по таблице приложенной силы
[-1000, -400, -200, -50, 50, 200, 400, 1000] (значение по умолчанию)

`Interpolation method` — Метод интерполяции между значениями точки останова
`Smooth` (значение по умолчанию) | `Linear`

`Extrapolation method` — Метод обработки входных значений, которые выходят за пределы области значений набора данных точки останова
`Linear` (значение по умолчанию) | `Nearest` | `Error`

Примеры модели

Сравнение системы подвески

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Simscape Driveline

Поддержка

Документация

Nonlinear Translational Spring

Описание

Переменные

Порты

Сохранение

C — Порт Follower вращательное механическое устройство

R — Основной порт вращательное механическое устройство

Параметры

Parameterization — Метод, чтобы охарактеризовать пружинное поведение By polynomial (значение по умолчанию) | By table lookup

Symmetry — Поведение Spring по сравнению с нулевым положением деформации Symmetric (значение по умолчанию) | Two-sided

Зависимости

Vector of spring coefficients — Симметричные коэффициенты полинома деформации[100, 0, 10, 0, 1] N/m (значение по умолчанию) | вектор

Зависимости

Vector of spring tension coefficients — Положительные двухсторонние коэффициенты полинома деформации[100, 0, 10, 0, 1] N/m (значение по умолчанию)

Зависимости

Vector of spring compression coefficients — Отрицательные двухсторонние коэффициенты полинома деформации[1000, -10, 100, 0, 0] N/m (значение по умолчанию)

Deformation vector — Деформация, должная обеспечивать запись поиска по таблице[-1, -.5, -.3, -.1, .1, .3, .5, 1] (значение по умолчанию)

Force vector — Запись поиска по таблице приложенной силы[-1000, -400, -200, -50, 50, 200, 400, 1000] (значение по умолчанию)

Interpolation method — Метод интерполяции между значениями точки останова Smooth (значение по умолчанию) | Linear

Extrapolation method — Метод обработки входных значений, которые выходят за пределы области значений набора данных точки останова Linear (значение по умолчанию) | Nearest | Error

Примеры модели

Сравнение системы подвески

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Simscape Driveline

Поддержка

`C` — Порт Follower
вращательное механическое устройство

`R` — Основной порт
вращательное механическое устройство

`Parameterization` — Метод, чтобы охарактеризовать пружинное поведение
`By polynomial` (значение по умолчанию) | `By table lookup`

`Symmetry` — Поведение Spring по сравнению с нулевым положением деформации
`Symmetric` (значение по умолчанию) | `Two-sided`

`Vector of spring coefficients` — Симметричные коэффициенты полинома деформации
[100, 0, 10, 0, 1] `N/m` (значение по умолчанию) | вектор

`Vector of spring tension coefficients` — Положительные двухсторонние коэффициенты полинома деформации
[100, 0, 10, 0, 1] `N/m` (значение по умолчанию)

`Vector of spring compression coefficients` — Отрицательные двухсторонние коэффициенты полинома деформации
[1000, -10, 100, 0, 0] `N/m` (значение по умолчанию)

`Deformation vector` — Деформация, должная обеспечивать запись поиска по таблице
[-1, -.5, -.3, -.1, .1, .3, .5, 1] (значение по умолчанию)

`Force vector` — Запись поиска по таблице приложенной силы
[-1000, -400, -200, -50, 50, 200, 400, 1000] (значение по умолчанию)

`Interpolation method` — Метод интерполяции между значениями точки останова
`Smooth` (значение по умолчанию) | `Linear`

`Extrapolation method` — Метод обработки входных значений, которые выходят за пределы области значений набора данных точки останова
`Linear` (значение по умолчанию) | `Nearest` | `Error`

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