Четыре гидравлических цилиндрических симуляции

В этом примере показано, как использовать Simulink®, чтобы создать модель с четырьмя гидравлическими цилиндрами. См. два связанных примера, которые используют те же основные компоненты: одна модель гидроцилиндра и модель с двумя цилиндрами и ограничениями загрузки.

  • Примечание: Это - основной пример гидравлики. Можно более легко создать гидравлические и автомобильные модели с помощью Simscape™ Driveline™ и Simscape Fluids™.

  • Simscape Fluids обеспечивает библиотеки компонентов для моделирования и симуляции гидросистем. Это включает модели насосов, клапанов, приводов, трубопроводов и теплообменников. Можно использовать эти компоненты, чтобы разработать системы гидравлической энергии, такие как передний загрузчик, рулевое управление с усилителем и системы приведения в действие посадочного устройства. Охлаждение Engine и системы поставки топлива могут также быть разработаны с Simscape Fluids. Можно интегрировать механическое устройство, электрические, тепловые, и другие системы с помощью компонентов, доступных в семействе продуктов Simscape.

  • Simscape Driveline обеспечивает библиотеки компонентов для моделирования и симуляции одномерных механических систем. Это включает модели вращательных и поступательных компонентов, такие как червячные передачи, планетарные механизмы, ведущие винты и муфты. Можно использовать эти компоненты, чтобы смоделировать передачу механической энергии в вертолетных ходовых частях, промышленном машинном оборудовании, трансмиссиях транспортного средства и других приложениях. Автомобильные компоненты, такие как механизмы, шины, передачи, и гидротрансформаторы, также включены.

Моделирование

Рисунок 1 показывает схему верхнего уровня модели. Эта модель имеет один насос и четыре привода. То же давление насоса (p1) диски каждый цилиндрический блок и сумма их потоков загружают насос. Несмотря на то, что каждым из этих четырех распределительных клапанов можно было управлять независимо, как в активной системе подвески, в этом случае все четыре получают те же команды, линейный пандус в площади постоянного отверстия от нуля до 0.002 sq.m..

Открытие модели и выполнение симуляции

Чтобы открыть эту модель, введите sldemo_hydcyl4 на терминале MATLAB® (нажимают на гиперссылку, если вы используете Справку MATLAB). Нажмите кнопку "Play" на панели инструментов модели, чтобы запустить симуляцию.

Модель регистрирует соответствующие данные к рабочему пространству MATLAB в Simulink. Объект SimulationOutput out. Данные о регистрации сигнала хранятся в в структуре под названием sldemo_hydcyl4_output. Регистрируемые сигналы имеют синий индикатор (см. модель). Для получения дополнительной информации, вид на море и доступ к Регистрации Сигнала Данных.

Рисунок 1: Четыре модели гидроцилиндра и результаты симуляции

Описание модели

Поток насоса начинается в 0.005 m3/sec (точно так же, как в одной модели гидроцилиндра), затем это спадает до 0.0025 m3/sec в t=0.05 sec. Параметры C1C2 CD\rho, и V30 идентичны тем в одной модели гидроцилиндра. Однако путем принятия отдельных значений для KA, и beta, каждый из этих четырех цилиндров показывает отличительные переходные процессы. Приведенная ниже таблица дает характеристики этих четырех приводов.

----------------------------------------------------------------
Parameter       |  Actuator1   Actuator2   Actuator3   Actuator4
----------------|-----------------------------------------------
Spring Constant |  K           K/4         4K          K
Piston Area     |  Ac          Ac/4        4Ac         Ac
Bulk Modulus    |  Beta        Beta        Beta        Beta/1000
----------------------------------------------------------------
Beta = 7e8  Pa  [fluid bulk modulus]
K    = 5e4  N/m [spring constant]
Ac   = 1e-3 m^2 [cylinder cross-sectional area]

Отношение области и коэффициента упругости является тем же самым для всех поршней, таким образом, им нужно вывести то же устойчивое состояние. Доминирующая постоянная времени для каждой подсистемы привода пропорциональна

$$\frac{A_c^2}{K}$$

(результат получил из размерного анализа), таким образом, мы можем ожидать, что поршневой блок 2 будет несколько быстрее, чем блок 1. Поршневой блок 3, как ожидают, будет медленнее, чем 1 или 2. Поршневой блок 4 имеет значительно более низкую бету модуля объемной упругости (как имел бы место с воздухом), таким образом мы ожидаем, что поршень 4 ответит более вяло, чем поршень 1.

Результаты

Рисунок 2: Положения поршня в четырех цилиндрических примерах

Рисунок 3: накачайте давление предоставления, p1

Начальный толчок потока в t=0 рассматривается этими четырьмя приводами как импульс давления. Давление насоса (p1), который первоначально высок, отбрасывания быстро, потому что существует высокий спрос потока от четырех загрузок. Во время начального переходного процесса (о 4 msec), отличные ответы идентифицируют отдельные динамические характеристики каждого компоновочного блока.

Как предсказано значениями параметров, привод 2 отвечает намного быстрее, чем привод 1. Третьи и четвертые поршни намного медленнее, потому что они требуют, чтобы больше рабочей жидкости переместило то же расстояние. В случае, если 3, поршень перемещает больше объема из-за его большей площади поперечного сечения. В случае, если 4, несмотря на то, что перемещенный объем эквивалентен в случае, если 1, устройство требует большего количества жидкости, потому что это впоследствии сжато.

Когда давление насоса падает на уровень в цилиндрах, различия в поведении размываются. Отдельные ответы смешиваются с полным откликом системы, который сохраняет равновесие потока между компонентами. В t=0.05 sec, поток насоса спадает до уровня, который является близко к равновесию, и потоки привода являются почти нулем. Отдельные положения поршня устойчивого состояния равны, как предсказано проектом.

Закрытие модели

Закройте модель. Очистите сгенерированные данные.

Смотрите также

|

Связанные примеры

Больше о