Идеальный источник постоянного напряжения

Блок вырабатывает постоянное по уровню напряжение. Пиктограмма и окно настройки блока приведены на рис. 7.7. В полях окна настройки параметров задаются:

Amplitude (V) – амплитуда (В) выходного напряжения источника. Measurments – измеряемые переменные. Параметр позволяет выбрать передаваемые в блок Multimeter переменные, которые затем можно увидеть с помощью блока Scope или измерить с помощью блока Powergui. Значения параметра выбираются из выпадающего списка:

10. None– нет переменных для отображения,

11. Voltage– выходное напряжение источника.

Рис. 7.7. Пиктограмма и окно настройки блока источника постоянного напряжения

Блок является идеальным источником напряжения, т. е. его собственное внутреннее сопротивление равно нулю.

Пример 4.1. На рис. 4.8 показан пример включения двух источников постоянного напряжения V1 = 200 B, V2 = 300 B на общее сопротивление R=50 Ом.

В схему модели введены блоки Multimeter и Powergui, измеряющие напряжения источников, напряжение и ток в сопротивлении. Окна блоков с результатами измерений показаны на рис. 4.9.

Глава 8. Элементы устройств в пакете Simscape

Рис. 8.1.Библиотека пакета Simscape

Глава 8

Моделирование гидравлических систем в MATLAB

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроительная гидравлика является современной отраслью машиностроения. Но до настоящего времени процесс проектирования гидравлики на 99 % опирался на эксперимент, в большей степени это так остается и сегодня. Однако дальнейшее повышение качества проектирова­ния при одновременном сокращении сроков и затрат возможно только при использовании современных технологий, компьютерной техники, про­граммного обеспечения и компьютерного моделирования [3].

SimHydraulics - это отдельная библиотека пакета Simulink среды MATLAB, предназначенная для моделирования гидравлических систем.

SimHydraulics объединяет воедино функциональные возможности продуктов SimPowerSystems, SimMechanics и SimDrivline, позволяя раз­работчикам систем имитировать взаимосвязанную работу контроллеров и остального оборудования.

С помощью продукта SimHydraulics инженеры могут рассчитать дав­ление и напор жидкости в системах, построенных на базе стандартных и нестандартных компонентов. Предлагаемые инструменты позволят смоде­лировать преобразование гидравлической энергии в крутящий момент, приводящий в действие различные механизмы, а также оценить эффект, вызванный открытием и закрытием клапанов. Для получения максимально точных результатов в состав SimHydraulics добавлена библиотека распро­страненных рабочих жидкостей. Таким образом, пакет SimHydraulics по­зволяет решать задачи статики, кинематики и динамики различных гид­равлических систем.

К достоинствам реализации моделирования гидравлических систем при помощи SimHydraulics в Simulink могут быть отнесены простота соз­дания моделей, наглядность и высокая скорость вычислений при модели­ровании систем с большим числом элементов.

В отличие от большинства других блоков Simulink, которые выпол­няют математические действия или обрабатывают сигналы, блоки SimHydraulics представляют собой непосредственно элементы гидросис­тем или связи между ними. При этом набор стандартных блоков достаточ­но широк и позволяет моделировать практически любые гидравлические системы.

В современном машиностроении используются гидросистемы двух типов:

12. гидросистемы для подачи жидкости;

13. гидравлические приводы.

Для гидросистем, обеспечивающих подачу жидкости к потребите­лям, характерно отсутствие в них устройств, преобразующих энергиюдвижения жидкости в механическую работу. К этим системам относятся: системы жидкостного охлаждения, системы пожаротушения, системы по­дачи топлива, смазки и другие. Такие гидросистемы, как правило, принад­лежат к классу разомкнутых гидросистем, в которых движение жидкости обеспечивается за счет работы насоса.

Гидравлическим приводом называется совокупность устройств, пред­назначенная для передачи механической энергии и (или) преобразования движения посредством рабочей жидкости. Такие гидросистемы обычно относятся к классу замкнутых гидросистем.

В литературе также встречается термин «гидропередача», под кото­рым понимается силовая часть гидропривода, включающая насос, гидродвигатель и соединительные трубопроводы с рабочей жидкостью.

Как правило, даже самый простейший гидравлический привод вклю­чает в себя:

– гидробак для хранения и охлаждения рабочей жидкости;

– насос для подачи рабочей жидкости из бака и создания давления в системе;

– различные клапаны (предохранительные, переливные, редукцион­ные, обратные, гидрозамки и другие);

– исполнительный механизм (гидродвигатель, поворотный гидродви­гатель или гидромотор);

– фильтр для очистки рабочей жидкости от твердых частиц;

– гидролинии, соединяющие элементы гидросистемы между собой.

Функции гидроприводов непрерывно расширяются, повышаются требования к их рабочим характеристикам, а следовательно, усложняются и конструкции, что вызывает увеличение сроков проектирования, экспериментальных исследований и доводочных испытаний. В связи с этим эффективным методом исследования рабочих процессов, статики и динамики гидросистем является использование систем автоматизированного моделирования и, в частности, программного продукта SimHydraulics.

Библиотека пакета SimHydraulics представляет собой набор блоков в виде графических пиктограмм с оригинальными названиями на англий­ском языке. Для их просмотра, выбора и перетаскивания мышью в окно создаваемой Simulink-модели служит окно браузера библиотек Simulink (рис. 8.1).

Рис. 8.1.Окна браузера библиотек Simulink (Foundation Library – Hydraulic)

В MATLAB в библиотеку Foundation Library — Hy­draulic входят четыре раздела:

1. Hydraulic Elements.

2. Hydraulic Sensor.

1.3. Hydraulic Sources.

1.4. Hydraulic Utilities.

А также библиотека SimHydraulics включает еще девять разделов (рис. 8.2):

3. Accumulators.

4. Hydraulic Cylinders

5. Hydraulic Utilities.

6. Local Hydraulic Resistances.

7. Orifices.

8. Orifices.

9. Pipelines.

10. Pumps and Motors

11. Valves

Рис. 8.2.Окна браузера библиотек Simulink (Sim Hydraulics)

Гидравлические источники

Раздел содержит набор гидравлических источников и включает в себя четыре блока:

1. Hydraulic Constant Flow Rate Source.

2. Hydraulic Constant Pressure Source.

3. Hydraulic Flow Rate Source.

4. Hydraulic Pressure Source.

Рис. 8.1.Источник постоянной скорости потока

Рис. 8.2.Источник постоянного давления

Рис. 8.3.Дебит источника

Рис. 8. 4. Источник давления

Библиографический список

1. Воронин А.В.Моделирование мехатронных систем. Учебное пособие. Издательство Томского политехнического университета. 2008 – 137 с

2. Герман-Галкин С.Г. Matlab и Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. Санкт-Петербург. КОРОНА-Век. 2008

3. Руппель А.А., Сагандыков А.А., Корытов М.С. Моделирование гидравлических систем в MATLAB. Учебное пособие. Омск. СибАДИ. 2009. – 172 с