Translational Mechanical Converter (IL)

Интерфейс между изотермическими жидкими и механическими поступательными сетями

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Библиотека Основы / Изотермическая Жидкость / Элементы

  • Translational Mechanical Converter (IL) block

Описание

Блок Translational Mechanical Converter (IL) моделирует интерфейс между изотермической жидкой сетью и сетью вращательного механического устройства. Блок преобразует изотермическое жидкое давление в механическую силу и наоборот. Это может использоваться в качестве базового блока для линейных приводов.

Конвертер содержит переменный объем жидкости. Если Model dynamic compressibility установлен в On, затем давление развивается на основе динамической сжимаемости жидкого объема. Параметр Mechanical orientation позволяет вам задать, отодвигает ли увеличение давления порт R от или к порту C.

Порт A является изотермическим жидким портом сохранения, сопоставленным с входом конвертера. Порты R и C являются портами механической передачи, сопоставленными с движущимся интерфейсом и преобразованием регистра конвертера, соответственно.

Баланс массы

Массовые уравнения сохранения в механическом объеме конвертера

m˙A={ε ρIS v,если жидкость динамический сжимаемость  offε ρIS v+1βIdpIdtρIV,если жидкость динамический сжимаемость  onv=dxdtv=vR−vCV=Vdead+εSx

где:

  • m˙A массовый расход жидкости в конвертер через порт A.

  • ε является механической ориентацией конвертера (1 если увеличение жидкого давления вызывает прямое вытеснение R относительно C, -1 если увеличение жидкого давления вызывает отрицательное смещение R относительно C).

  • ρ я - плотность жидкости в конвертере.

  • β я - жидкий модуль объемной упругости в конвертере.

  • S является площадью поперечного сечения интерфейса конвертера.

  • v является поступательной скоростью интерфейса конвертера.

  • v R и v C являются поступательными скоростями портов R и C, соответственно.

  • x является смещением интерфейса конвертера.

  • V является жидким объемом в конвертере.

  • Мертвый V является мертвым объемом, то есть, объемом жидкости, когда интерфейсное смещение 0.

  • p я - давление в конвертере.

Если вы соединяете конвертер с Мультисуставом, используйте входной порт физического сигнала p, чтобы определить перемещение порта R относительно порта C. В противном случае блок вычисляет интерфейсное смещение от относительных скоростей порта, согласно уравнениям выше. Интерфейсное смещение является нулем, когда жидкий объем равен мертвому объему. Затем в зависимости от значения параметров Mechanical orientation:

  • Если Pressure at A causes positive displacement of R relative to C, интерфейсное смещение увеличивается, когда жидкий объем увеличивается с мертвого объема.

  • Если Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, интерфейсное смещение уменьшается, когда жидкий объем увеличивается с мертвого объема.

Уравнения использовались для расчета жидкой плотности смеси, и модуль объемной упругости зависят от выбранной изотермической жидкой модели. Для получения дальнейшей информации см. Изотермические Жидкие Опции Моделирования.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в механическом объеме конвертера

F=ε(penv−p)S,

где:

  • F является силой, которую жидкость порождает на интерфейс конвертера.

  • ENV p является давлением среды вне конвертера.

Допущения и ограничения

  • Стены конвертера совершенно тверды.

  • Конвертер не содержит механических жестких упоров. Чтобы включать жесткие упоры, используйте блок Translational Hard Stop.

  • Сопротивление потока между входом и внутренней частью конвертера незначительно.

  • Кинетическая энергия жидкости в конвертере незначительна.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Введите физический сигнал, который передает информацию о положении от соединения Simscape™ Multibody™. Соедините этот порт с портом p обнаружения положения соединения. Для получения дополнительной информации смотрите Соединяющиеся Сети Simscape к Соединениям Simscape Multibody.

Зависимости

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

Сохранение

развернуть все

Изотермический жидкий порт сохранения сопоставлен с входом конвертера.

Порт механической передачи сопоставлен с движущимся интерфейсом.

Порт механической передачи сопоставлен с преобразованием регистра конвертера.

Параметры

развернуть все

Выберите выравнивание движущегося интерфейса относительно жидкого давления:

  • Pressure at A causes positive displacement of R relative to C — Увеличение жидкого давления приводит к прямому вытеснению порта R относительно порта C.

  • Pressure at A causes negative displacement of R relative to C — Увеличение жидкого давления приводит к отрицательному смещению порта R относительно порта C.

Выберите метод, чтобы определить смещение порта R относительно порта C:

  • Calculate from velocity of port R relative to port C — Вычислите смещение от относительных скоростей порта, на основе массовых уравнений баланса. Это - метод по умолчанию.

  • Provide input signal from Multibody joint — Позвольте входному порту p физического сигнала передать информацию о смещении от Мультисустава. Используйте этот метод только, когда вы соедините конвертер с Мультисуставом при помощи блока Translational Multibody Interface. Для получения дополнительной информации смотрите, Как Передать Информацию о положении.

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

Зависимости

Enabled, когда параметр Interface displacement устанавливается на Calculate from velocity of port R relative to port C.

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

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

Область, на которой жидкость проявляет давление, чтобы сгенерировать поступательную силу.

Объем жидкости, когда интерфейсное смещение 0.

Выберите метод спецификации при давлении вне конвертера:

  • Atmospheric pressure — Используйте атмосферное давление, заданное блоком Isothermal Liquid Properties (IL), соединенным со схемой.

  • Specified pressure — Задайте значение при помощи параметра Environment pressure.

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

Зависимости

Enabled, когда параметр Environment pressure specification устанавливается на Specified pressure.

Выберите ли с учетом динамической сжимаемости жидкости. Динамическая сжимаемость дает жидкой плотности зависимость от давления и температуры, влияя на переходный процесс в системе в быстропротекающих ситуациях.

Жидкое давление в конвертере в начале симуляции.

Зависимости

Enabled, когда параметр Fluid dynamic compressibility устанавливается на On.

Примеры модели

Hydraulic Actuator with Analog Position Controller

Гидравлический привод с аналоговым контроллером положения

Как библиотекой Foundation можно пользоваться к системам модели, которые охватывают электрические, механические и изотермические жидкие области. В модели гидравлическая система, реализованная в изотермической жидкой области, управляет механическим положением загрузки в ответ на спрос на ссылку напряжения. Если ссылочный спрос является нулем, то гидравлический привод (и загрузка) смещение является нулем, и если ссылка составляет +5 вольт, то смещение составляет 100 мм.

Ссылки

[1] Gholizadeh, Хоссейн, Ричард Бертон и Грег Шоено. “Жидкий Модуль объемной упругости: Сравнение Низких Моделей Давления”. Международный журнал Гидравлической энергии 13, № 1 (январь 2012): 7–16. https://doi.org/10.1080/14399776.2012.10781042.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

|

Темы

Введенный в R2020a

Документация Simscape

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте