Материал: 2199

через тормозной дроссель 5, что обеспечивает стабильный режим скорости опускания стрелы.

Дроссель 5 с обратным клапаном 4 установлен перед поршневой полостью гидроцилиндра, поскольку нагрузка на шток всегда действует в направлении, указанном на рис. 102,а. При опускании стрелы дроссель 5 противодействует ее падению, а при подъеме жидкость идет через обратный клапан.

Наибольшее давление в системе при подъеме-опускании стрелы ограничивается предохранительным клапаном 7, настройка которого не превышает 17,5 МПа.

Из блоков Simscape и SimHydraulics при моделировании гидропривода подъема-опускания стрелы автокрана использовались следующие:

Solver Configuration – блок, определяющий настройки параметров решателя для моделирования блочной диаграммы SimHydraulics. Каждый гидравлический механизм должен быть соединен в любом месте с одним подобным блоком.

Mechanical Translational Reference – блок основания (стойка) для по-

ступательно движущихся механизмов.

Mechanical Rotational Reference – блок основания (стойка) для вра-

щающихся механизмов.

Simulink-PS Converter – блок конвертации обычного Simulink-сигнала в физический сигнал библиотеки Simscape.

PS-Simulink Converter – блок обратной конвертации физического сигнала Simscape в Simulink-сигнал.

Hydraulic Reference – блок связи гидросистемы c атмосферным давлением (гидробак).

Hydraulic Fluid – блок задания вида и свойств гидравлической жидкости. Присоединяется в любом месте блочной диаграммы гидропривода.

Ideal Angular Velocity Source – идеальный источник угловой скорости. Используется перед блоком гидронасоса для задания угловой скорости вала гидронасоса.

Variable-Displacement Pressure-Compensated Pump – регулируемый на-

сос с компенсатором давления.

Proportional and Servo-Valve Actuator – блок, позволяющий учесть ре-

альные свойства привода золотника гидрораспределителя. Применение этого блока не является обязательным для успешного функционирования модели.

Pressure Relief Valve – предохранительный клапан давления.

2-Way Directional Valve – двухлинейный направляющий гидрораспределитель.

151

4-Way Directional Valve – четырехлинейный направляющий гидрораспределитель.

Check Valve – обратный клапан.

Fixed Orifice – нерегулируемый дроссель.

Resistive Tube – блок, учитывающий потери в трубопроводе.

Double-Acting Hydraulic Cylinder – силовой гидроцилиндр двухсторон-

него действия.

Ideal Force Source – идеальный источник усилия.

Translational Damper – идеальный механический демпфер поступательного действия.

Ideal Translational Motion Sensor – идеальный датчик поступательного перемещения.

Ideal Hydraulic Flow Rate Sensor – идеальный гидравлический датчик расхода (использование этого блока необязательно для обеспечения работоспособности модели и носит лишь информативный характер).

Simulink-модель гидропривода подъема-опускания стрелы автокрана (рис. 103) была создана в виде подсистемы, имеющей входы и выходы для взаимодействия с подсистемами более высокого уровня в общей Simulinkмодели автокрана, подробно описанной в [5].

Рис. 103. Simulink-модель гидропривода подъема-опускания стрелы автокрана

152

В качестве входных информационных параметров подсистемы гидропривода выступают: усилие на штоке гидроцилиндра со стороны стрелы Force (входной порт 1 ); идеальный закон перемещения штока золотника гидрораспределителя hod shtoka zolotnika (входной порт 2 ); частота вращения вала привода гидронасоса, определяемая величиной оборотов двигателя автокрана chastota vrashenija vala nasosa (входной порт 3 ).

Выходным параметром является перемещение штока гидроцилиндра Position (выходной порт 1 ).

Структура приведенной на рис. 104 модели подсистемы гидропривода обусловлена следующими соображениями: для моделирования трехпозиционного гидрораспределителя со сливом жидкости в бак в нейтральном положении, готовый блок которого отсутствует в библиотеке SimHydraulics, были использованы два имеющихся стандартных блока гид-

рораспределителей 2-Way Directional Valve и 4-Way Directional Valve. Со-

единив два указанных блока параллельно, как это сделано на рис. 102, получим модель трехпозиционного гидрораспределителя со сливом жидкости в бак в нейтральном положении. При этом необходимо, чтобы гидравлические характеристики золотников двух гидрораспределителей были согласованы между собой. То есть, когда в нейтральном положении гидравлические каналы блока 4-Way Directional Valve заперты (золотник закрыт, размер щели нулевой), в это же время каналы блока 2-Way Directional Valve должны быть соединены (золотник открыт, жидкость идет на слив).

При одновременной подаче управляющего сигнала от блока

Proportional and Servo-Valve Actuator (он позволяет учесть инерционность,

запаздывание и трение при реальных перемещениях золотника) на физические порты S, управляющие положением запорно-регулирующих элементов обоих блоков гидрораспределителей, целесообразна табличная форма зависимости площади проходного сечения от положения запорнорегулирующего элемента (необходимо выбрать вариант By area vs. Opening table на вкладке Model parameterization блоков, рис. 104).

153

Рис. 104. Окна настройки параметров блоков 2-Way Directional Valve

и4-Way Directional Valve

Врезультате кусочно-линейной аппроксимации (значение Linear на вкладке Interpolation method) характеристики золотников блоков виртуальных гидрораспределителей будут выглядеть примерно так, как изображено на рис. 105.

2-Way Directional Valve

lзол

0

Рис. 105. Кусочно-линейные аппроксимации гидравлических характеристик золотников гидрораспределителей

154

Пакет Simulink позволяет пользователю создавать собственные блоки, имеющие свойства стандартных библиотечных блоков (маскированные подсистемы), поэтому возможно создание гидравлических блоков, отсутствующих в библиотеке SimHydraulics. Так, например, блок гидрораспределителя со сливом жидкости в гидробак в нейтральном положении, отсутствующий в стандартной библиотеке SimHydraulics, может быть создан из элементарных гидравлических блоков регулируемых дросселей Variable Orifice, соединенных между собой так, как это показано на рис. 106,а).

а)

б) в)

Рис. 106. Маскированная пользовательская подсистема гидрораспределителя: а – окно подсистемы после выполнения действия «Look Under Mask» («заглянуть под маску»); б – окно настройки блока (маска); в – внешний вид блока гидрораспределителя в окне Simulink-модели

155