Интерфейс между гидравлическими и механическими поступательными областями
Гидравлические элементы
Блок Translational Hydro-Mechanical Converter моделирует идеальный преобразователь, который преобразует энергию жидкости в механическую энергию, в форме поступательного движения конвертера выходной член, и наоборот. Опция сжимаемости делает счет конвертера на динамические изменения плотности жидкости.
Используя этот блок как базовый элемент, можно создать большое множество моделей гидроцилиндров путем добавления специализированных эффектов, таких как утечка, трение, жесткие упоры, и так далее.
Конвертер симулирован согласно следующим уравнениям:
где
| q | Скорость потока жидкости к емкости конвертера |
| A | Эффективная площадь базового поршня |
| v R | Скорость стержня конвертера |
| v C | Скорость случая конвертера |
| F | Сила разрабатывается конвертером |
| p | Абсолютное давление жидкости в емкости конвертера |
| V | Поршневой объем |
| α | Relative amount of trapped air |
| ρ l0 | Плотность жидкости при атмосферных условиях |
| ρ g0 | Плотность газа при атмосферных условиях |
| p 0 | Атмосферное давление |
| γ | Отношение удельной теплоемкости |
| β l | Модуль объемной упругости при атмосферных условиях и никаком газе |
| ε | Механическая ориентация конвертера (1 если увеличение жидкого давления вызывает прямое вытеснение R относительно C, -1 если увеличение жидкого давления вызывает отрицательное смещение R относительно C) |
Поршневой объем вычисляется согласно
где
| Мертвый V | Поместите в камеру мертвый объем |
| x0 | Поршневое исходное положение |
| x | Перемещение поршня от исходного положения |
Порт А является гидравлическим портом, сопоставленным с входом конвертера. Порты R и C являются поступательными портами сохранения механического устройства, сопоставленными со стержнем и случаем конвертера, соответственно.
Диалоговое окно блока не имеет ссылки Source code. Чтобы просмотреть базовый источник компонента, откройте следующие файлы в MATLAB® редактор:
Для несжимаемой реализации конвертера — translational_converter_incompressible.ssc
Для сжимаемой реализации конвертера — translational_converter_compressible.ssc
Блок симулирует идеальный конвертер с опцией с учетом сжимаемости жидкости. Другие эффекты, такие как жесткие упоры, инерция, или утечка, моделируются за пределами конвертера.
Эффективная площадь базового поршня. Значением по умолчанию является 5e-4 м^2.
Задает ориентацию конвертера относительно глобального положительного направления. Конвертер может быть установлен двумя различными способами, в зависимости от того, порождает ли он силу в положительном или в отрицательном направлении при подаче давления на вход:
Pressure at A causes positive displacement of R relative to C — Увеличение жидкого давления приводит к прямому вытеснению порта R относительно порта C. Это значение по умолчанию.
Pressure at A causes negative displacement of R relative to C — Увеличение жидкого давления приводит к отрицательному смещению порта R относительно порта C.
Задает, взята ли плотность жидкости в качестве постоянной или меняющейся в зависимости от давления. Значением по умолчанию является Off, в этом случае блок моделирует идеальный преобразователь. Если вы выбираете On, диалоговое окно блока отображает дополнительные параметры, которые позволяют вам динамические изменения модели плотности жидкости, не добавляя дополнительных блоков.
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 уравнений блока. 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.
Этот параметр включен, когда Compressibility является On.
Начальное смещение поршня от упора гидроцилиндра. Этот параметр включен, когда Compressibility является On и Piston displacement является Calculate from velocity of port R relative to port CЗначение по умолчанию 0 m.
Объем жидкости в емкости в нулевом положении поршня. Этот параметр включен, когда Compressibility является On. Значением по умолчанию является 1e-4 м^3.
Коэффициент удельной теплоемкости. Этот параметр включен, когда Compressibility является On. Значением по умолчанию является 1.4.
Начальное давление в емкости. Этот параметр задает начальное условие для использования в вычислении начального состояния блока в начале запущенной симуляции. Это включено, когда Compressibility является OnЗначение по умолчанию 0.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входом конвертера.
RПорт механической передачи сопоставлен со стержнем конвертера.
CПорт механической передачи сопоставлен со случаем конвертера.
PВходной порт физического сигнала, 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. Чтобы включить этот порт, установите параметр Interface displacement на Provide input signal from Multibody joint.
[1] Manring, N.D., Hydraulic Control Systems, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 2005
[2] Meritt, H.E., Hydraulic Control Systems, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 1967