Band Brake

Фрикционный тормоз с гибкой полосой перенес вращающийся барабан с инициированными отказами

Библиотека:
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Brakes & Detents / Вращательный

Описание

Блок Band Brake представляет фрикционный тормоз гибкой полосой, которая переносит периферию вращающегося барабана, чтобы произвести торможение. Положительная сила приведения в действие заставляет полосу напрягаться вокруг вращающегося барабана, и это помещает поверхности трения в контакт. Вязкий и трение контакта между поверхностями барабана и гибкой полосы заставляет вращающийся барабан замедляться.

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры для блока при помощи порта H, дополнительного теплового порта сохранения.

Можно также позволить дать сбой. Когда сбой произойдет, пояс породит заданную пользователями силу. Отказы могут произойти в требуемое время или из-за внешнего триггера в порте T.

Ленточные тормоза обеспечивают высокий тормозной момент за счет уменьшаемой точности торможения в приложениях, которые включают барабаны лебедки, цепные пилы, карты и мини-велосипеды.

Уравнения

Модель использует простую параметризацию с с готовностью доступной геометрией тормоза и параметрами трения.

Тормозной момент в зависимости от внешней силы приводов тормоза, которая затягивает пояс,

$T = (F_{T B} - F_{A}) \cdot r_{D} + μ_{v i s c} \cdot ω$

Где:

T является тормозным моментом.
_FTB является силой, действующей на напряженную ветвь полосы.
_FA является внешней силой приводов тормоза.
_rD является радиусом барабана.
_μvisc является коэффициентом вязкого трения.
μ является коэффициентом трения контакта.
ϕ является углом переноса.

Силы _FTB и _FA удовлетворяют отношению

$\frac{F_{T B}}{F_{A}} = e^{μ ϕ}$

Заменение отношения в формуле тормозного момента устраняет, обеспечивают _FTB, таким образом что

$T = F_{A} (e^{μ ϕ} - 1) \cdot r_{D} + μ_{v i s c} \cdot ω$

Чтобы избежать разрыва при нулевой относительной скорости, модель задает силу приводов, _FS, как гиперболическая функция

$F_{A} = F_{i n} \cdot \tanh (\frac{4 ω}{ω_{t h r e s h o l d}})$

Где:

_Fin является входным сигналом силы.
_ωthreshold является порогом скорости вращения.

Дефектное поведение

Когда отказы включены, сила пояса прикладывается в ответ на одну или оба из этих триггеров:

Время симуляции — Сбой происходит в требуемое время.
Поведение симуляции — Сбой происходит в ответ на внешний триггер. Это отсоединяет порт T.

Если триггер отказа происходит, входная сила заменяется значением Belt force when faulted для остатка от симуляции. Значение 0 подразумевает, что никакое торможение не произойдет. Относительно большое значение подразумевает, что тормоз застревает.

Можно установить блок выпускать дефектную ведомость как предупреждающее сообщение или сообщение об ошибке в Средстве просмотра Диагностики Simulink параметром Reporting when fault occurs.

Тепловая модель

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры путем осушения дополнительного теплового порта. Чтобы осушить порт, в настройках Friction, устанавливают параметр Thermal Port на Model. Осушение теплового порта также отсоединяет эти связанные настройки:

Friction> Temperature
Friction> Contact friction coefficient vector
Thermal Port> Thermal mass
Variables> Temperature

Переменные

Используйте настройки 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.

Зависимости

Переменные настройки отображаются только, когда в настройках Friction параметр Thermal port устанавливается на Model.

Ограничения и предположения

Модель не составляет потребление потока привода.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`F` — Сила натяжения пояса
физический сигнал

Импорт физического сигнала сопоставил с внешней силой натяжения, которая прикладывается к поясу.

`T` — Внешний триггер отказа
физический сигнал

Порт физического сигнала для внешнего триггера отказа. Инициирование происходит, когда значение больше 0.5. Нет никакого модуля, сопоставленного с триггерным значением.

Зависимости

Этот порт отображается, когда Enable faults установлен в On и Enable external fault trigger установлен в On.

Сохранение

развернуть все

`S` — Вращение вала барабана
вращательное механическое устройство

Вращательный порт сохранения сопоставлен с вращающимся валом барабана.

`H` — Тепловой поток, в W
тепловой

Тепловой порт сохранения сопоставлен с тепловым потоком.

Зависимости

Этот порт отображается только, когда в настройках Friction параметр Thermal Port устанавливается на Model.

Осушение этого порта устанавливает связанные видимые настройки.

Параметры

развернуть все

Геометрия

`Drum radius` — Свяжитесь с поверхностным радиусом
150 `mm` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Радиус барабана связывается с поверхностью. Параметр должен быть больше нуля.

`Wrap angle` — Свяжитесь с углом
270 `deg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Свяжитесь с углом между гибким поясом и вращающимся барабаном. Параметр должен быть больше нуля.

Трение

`Viscous friction coefficient` — Вязкое трение
.01 `n*m/(rad/s)` (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Коэффициент вязкого трения в барабане пояса связывается с поверхностью. Параметр должен быть больше или быть равным нулю.

`Thermal port` — Тепловая модель
`Omit` (значение по умолчанию) | `Model`

Модель для теплового потока и изменения температуры:

Omit — Пропустите тепловую динамику.
Model — Включайте тепловую динамику.

Зависимости

Когда этот параметр устанавливается на Model, тепловой порт и связанные параметры и переменные отображаются.

`Temperature` — Температура
[280, 300, 320] `K` (значение по умолчанию) | увеличивающийся вектор

Массив температур раньше создавал 1D интерполяционную таблицу температурного КПД. Значения массивов должны увеличиться слева направо.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда параметр Thermal Port устанавливается на Model.

`Contact friction coefficient` — Трение Кулона
0.3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Коэффициент трения Кулона в барабане пояса связывается с поверхностью. Значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда параметр Thermal Port устанавливается на Omit.

`Contact friction coefficient vector` — Трение Кулона
[.1, .05, .03] (значение по умолчанию) | увеличивающийся вектор из положительных значений

Коэффициент трения Кулона в барабане пояса связывается с поверхностью, такой что:

Число элементов в векторе должно совпасть с числом элементов в заданном векторе для параметра Temperature
Значения увеличиваются слева направо.
Каждое значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда параметр Thermal Port устанавливается на Model.

`Angular velocity threshold` — Вращательная скорость требуется для почти установившегося трения контакта
0.01 `rad/s` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Скорость вращения, при которой коэффициент трения контакта практически достигает своего установившегося значения. Значение должно быть больше нуля.

Отказы

`Enable faults` — Опция отказа
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

Включите внешне или временно инициированные отказы. Когда сбой произойдет, сила пояса тормоза, обычно полученная в порте F, будет установлена в значение, заданное в параметре Belt force when faulted.

`Belt force when faulted` — Установите давшую сбой силу пояса
`0 N` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Установите давшую сбой силу пояса. Когда сбой произойдет, сила пояса тормоза, обычно полученная в порте F, будет установлена в значение, заданное в параметре Belt force when faulted. Значение 0 подразумевает, что торможение не происходит. Относительно большое значение подразумевает, что тормоз застревает.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Enable faults на On.

`Enable external fault trigger` — Внешняя триггерная опция
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

Включает порт T. Физический сигнал в порте T, который больше 0.5 триггерный сбой.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Enable faults на On.

`Enable temporal fault trigger` — Временная триггерная опция
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

Включает инициирование отказа в требуемое время. Когда Simulation time for fault event будет достигнут, сила пояса тормоза, обычно полученная в порте F, будет установлена в значение, заданное в параметре Belt force when faulted.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Enable faults на On.

`Simulation time for fault event` — Время, в которое инициирован сбой
`5 s` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Когда Simulation time for fault event будет достигнут, сила пояса тормоза, обычно полученная в порте F, будет установлена в значение, заданное в параметре Belt force when faulted.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Enable faults на On и Enable temporal fault trigger к On.

`Reporting when fault occurs` — Отчет условия отказа
`None` (значение по умолчанию) | `Warning` | `Error`

Создание отчетов о настройке условию отказа. Когда создание отчетов установлено в Warning или Error, сообщение отображено в Средстве просмотра Диагностики Simulink. Когда Error выбран, симуляция остановится, если сбой произойдет.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Enable faults на On.

Тепловой порт

`Thermal mass` — Сопротивление изменению температуры
50 `kJ/K` (значение по умолчанию) | скаляр

Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одной степенью. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда в настройках Friction параметр Thermal Port устанавливается на Model.

Расширенные возможности

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

Темы

Тепловые потери модели в компонентах автомобильной трансмиссии

Представленный в R2012b

Документация

Band Brake

Описание

Уравнения

Дефектное поведение

Тепловая модель

Переменные

Ограничения и предположения

Порты

Входной параметр

F — Сила натяжения пояса физический сигнал

T — Внешний триггер отказа физический сигнал

Зависимости

Сохранение

S — Вращение вала барабана вращательное механическое устройство

H — Тепловой поток, в W тепловой

Зависимости

Параметры

Геометрия

Drum radius — Свяжитесь с поверхностным радиусом150 mm (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Wrap angle — Свяжитесь с углом270 deg (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Трение

Viscous friction coefficient — Вязкое трение.01 n*m/(rad/s) (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Thermal port — Тепловая модель Omit (значение по умолчанию) | Model

Зависимости

Temperature — Температура[280, 300, 320] K (значение по умолчанию) | увеличивающийся вектор

Зависимости

Contact friction coefficient — Трение Кулона0.3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Contact friction coefficient vector — Трение Кулона[.1, .05, .03] (значение по умолчанию) | увеличивающийся вектор из положительных значений

Зависимости

Angular velocity threshold — Вращательная скорость требуется для почти установившегося трения контакта0.01 rad/s (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Отказы

Enable faults — Опция отказа Off (значение по умолчанию) | On

Belt force when faulted — Установите давшую сбой силу пояса 0 N (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Enable external fault trigger — Внешняя триггерная опция Off (значение по умолчанию) | On

Зависимости

Enable temporal fault trigger — Временная триггерная опция Off (значение по умолчанию) | On

Зависимости

Simulation time for fault event — Время, в которое инициирован сбой 5 s (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Reporting when fault occurs — Отчет условия отказа None (значение по умолчанию) | Warning | Error

Зависимости

Тепловой порт

Thermal mass — Сопротивление изменению температуры50 kJ/K (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Документация Simscape Driveline

Поддержка

`F` — Сила натяжения пояса
физический сигнал

`T` — Внешний триггер отказа
физический сигнал

`S` — Вращение вала барабана
вращательное механическое устройство

`H` — Тепловой поток, в W
тепловой

`Drum radius` — Свяжитесь с поверхностным радиусом
150 `mm` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Wrap angle` — Свяжитесь с углом
270 `deg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Viscous friction coefficient` — Вязкое трение
.01 `n*m/(rad/s)` (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Thermal port` — Тепловая модель
`Omit` (значение по умолчанию) | `Model`

`Temperature` — Температура
[280, 300, 320] `K` (значение по умолчанию) | увеличивающийся вектор

`Contact friction coefficient` — Трение Кулона
0.3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Contact friction coefficient vector` — Трение Кулона
[.1, .05, .03] (значение по умолчанию) | увеличивающийся вектор из положительных значений

`Angular velocity threshold` — Вращательная скорость требуется для почти установившегося трения контакта
0.01 `rad/s` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Enable faults` — Опция отказа
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

`Belt force when faulted` — Установите давшую сбой силу пояса
`0 N` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Enable external fault trigger` — Внешняя триггерная опция
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

`Enable temporal fault trigger` — Временная триггерная опция
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

`Simulation time for fault event` — Время, в которое инициирован сбой
`5 s` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Reporting when fault occurs` — Отчет условия отказа
`None` (значение по умолчанию) | `Warning` | `Error`

`Thermal mass` — Сопротивление изменению температуры
50 `kJ/K` (значение по умолчанию) | скаляр

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