史蒂夫·米勒,MathWorks公司
Simscape fluid™用于液压驱动系统的建模。液压系统包括泵、四通换向阀和双作用液压缸。使用Simscape™物理连接将组件组装成物理示意图,从而创建模型。仿真结果显示在Simscape results Explorer中,其中显示了活塞的行程和驱动力。然后对系统进行测试,并将其连接到三维机械系统的Simscape Multibody™模型上。结果的3D动画显示了系统在这种更真实的负载下的行为。
在这个演示中,我们将看到怎样的液压驱动系统中使用的Simscape流体模型。在我们的液压致动系统的模型,该阀内的阀柱控制的压力从泵到液压缸的任一侧,它可以伸展和收缩的流动。电动机将驱动泵控制速度的轴,和一个控制系统将调节阀的位置。
我们将Simulink的内这个体系万博1manbetx®使用模拟景观流体的环境。我们建立的模型是这样的,当我们运行我们的模拟时我们会看到活塞在它的整个行程范围内。然后我们将把它与一个三维机械系统的真实模型联系起来,看看它是如何工作的。现在我将切换到模型,以便您可以看到这是如何做到的。
首先,我们将进入命令ssc_new到MATLAB®命令窗口。这将打开与推荐的Simscape模型设置万博1manbetx的Simulink模型。我们需要添加到我们的系统的第一件事情是一个泵。我会点击图上,并在字泵的类型。在这里,我可以看到一个列表的泵我可以选择,我会选择一个固定排量泵。我在这里可以指定泵的排量。
我们的泵需要吸取液体从罐。我们将使用液压参照表示。我点击并拖动以创建参考理想的液压连接类型,在这里我有一个理想的液压的参考,这将代表我们的坦克。以控制流体从泵到液压致动器的流动,我们需要一个换向阀。我将在第4类,并从换向阀可用的一个选择。
块上双击,我可以进去,并指定不同的参数。有多种参数的选择,所以我可以选择一个合适的数据表,我有,我也可以用一个很适合的测量数据。我将增加该阀的大小,使之与泵相称,并且留下其余的设置,因为它们。
我将把我们阀门的P口连接到泵的高侧。我们需要限制来自泵的压力。我们会用一个减压阀来做这件事。我将右击并拖动创建一个液压分支,然后输入安全阀来获取组件。双击这个块,我也可以更改这些参数。我将调整它们使之与我们正在使用的泵和阀门的大小相称。我将把安全阀的底部连接到我们的油箱上。我还将把我们的液压换向阀的底部连接到我们的油箱上。
接下来,我们将添加我们的液压致动器。我将点击和拖动创建一个液压连接,并键入汽缸。这里我们可以看到不同的圆柱体组件。我将把这个组件放到我们的网络中,创建额外的液压连接,然后双击模块来设置参数。我们需要做这个致动器有点大,以处理我们的反铲手臂。
我们将改变活塞行程,以配合我们的设计,我们的系统。我们将改变硬停止参数。这两个机械连接代表我们缸机械连接。我们将这个点连接到固定空间中的一个点。的另一侧是杆,其连接到所述气缸中的活塞。我们希望有一个对机械负荷这一行为。我们将单击并拖动以创建一个机械连接,然后添加一个平移的春天。
我们想让气缸与弹簧阻尼器相互作用,所以我们会点击和拖动,并添加一个平移阻尼器。我们把这条边连接到空间中一个固定的点上。为了指定负载的惯量,我们将单击和拖动,并添加一个质量块,并将质量设置为100公斤。
我们的物理系统已经完成,但是我们仍然需要指定系统的输入。一个输入是我们的泵。我们将单击并拖动创建一个机械连接。我们将插入一个理想的角速度源,以使我们的泵以一个固定的速度旋转。源的另一边,我们将连接到空间中一个固定的点。我们将用一个常数块来指定泵的速度。
我们指定它的速度是每秒188弧度。因为Simscape和Simscape流体使用的解决方案技术超出了基本Simulink中可用的解决方案技术,所以我们需要访问其他设置。万博1manbetx我们可以在求解器配置块中访问它们。我们系统的剩余输入是阀芯和阀门的位置。我们将使用Simulink信号指定它。万博1manbetx我们需要指定那个信号的单位,我们会用这个转换器来做。
在这里,我们可以指定信号的单位是米,或阀内的阀芯的位移。为了在行程的整个范围内的活塞移动,我们将使用一个正弦波作为输入。我们将指定幅度为3毫米。最后一点,我们需要做的是指定的液压油。我们将单击并拖动来创建一个分支。而你插入一个液压油块。这里我们可以指定流体的类型,并指定任何其他相关参数。
有了这个,我们的液压网络齐全。过去的事情,我们要做的是确保的Simscape启用日志记录。在这里,在的Simscape窗格下的配置面板,我们可以启用的Simscape记录。我们也可以为了它是如何保存的其他设置来配置。现在,我们可以运行模拟。然后右键点击任何块,我们可以访问的Simscape结果浏览器。
在这里,我们可以看到一个显示所有模拟结果的树浏览器。因为我们右击了平移弹簧,我们可以看到不同的值,包括弹簧被压缩的距离或者活塞移动了多少。我们看到它移动了0。5米的整个范围。我们也可以看到这个驱动系统所能提供的力的大小。
我们也可以探索液压量,如泵需要交付的压力。我们满意是我们的系统,这个非常简单的负载的行为。现在我们将添加一个更现实的负载。我们已经建立了一个三维机械系统,水桶,臂的模型,我们的反铲挖土机。这里连接的机械连接,然后连接我们已经把一个模拟范围块子系统的输出。
现在当我们运行模拟时,我们会看到一个机械系统的三维动画。我们可以看到我们的驱动系统在前后移动桶。当我们查看范围时,我们可以看到我们的系统在其整个行程范围内移动。当我们进入Simscape多体系统的模型时,我们还可以使用Simscape Results Explorer探索数量。这里我们可以看到这个特定关节的运动学量。在这个演示中,我们已经看到了如何使用Simscape流体建模液压驱动系统。
记录:2016年6月10日