Режимы моделирования гидравлических систем
Гидравлическая система - это совокупность элементов, которые воздействуют на текучую среду таким образом, что свойства каждого из них влияют на состояние текучей среды во всех элементах системы.
Создание нового технического объекта является сложным и длительным процессом, в котором стадия проектирования решающая. Моделирование является частью проектирования, одним из самых важных его этапов. Моделирование позволяет заменить или существенно сократить этапы натурных испытаний и наладки. Роль моделирования особенно высока, когда натурные испытания слишком дороги или опасны, например, при работе с ядерными и химическими реакторами, космическими аппаратами и т. п. Моделирование гидравлической системы может выполняться в двух режимах:
- В стационарном режиме движения жидкости. При стационарном режиме система находится в состоянии покоя, потому что все внешние воздействия и параметры системы не изменяются во времени.
- В динамическом режиме движения жидкости. Динамический режим возникает в том случае, когда приложенные к системе внешние воздействия изменяются по установившемуся закону, в результате чего система приходит в режим установившегося вынужденного движения
Моделирование гидравлических систем
Распространенным средством для моделирования гидравлических систем является программа Simulink - приложение к пакету Matlab. Данная программа является самостоятельным инструментом и для работы с ней не требуется сам Matlab. При этом доступ к функциям и другим инструментам Matlab остается открытым, они могут использоваться в Simulink. Часть пакетов имеет инструменты, которые могут быть встроены в Simulink, например, LTI-Viewer. Также имеются дополнительные библиотеки блоков для различных областей. В состав Simulink входит много различных проблемно-ориентированных библиотек, таких как SimHydraulics и SimMechanics. Для моделирования гидравлических систем используется SimHydraulics.
SimHydraulics - набор моделирования для инженерного проектирования и имитации гидравлических систем в Simulink и Matlab.
В данном наборе моделирования содержится полная библиотека гидравлических блоков, представляющая собой расширение Simscape-библиотек базовых электрических, гидравлических, а также механических вспомогательных блоков. SimHydraulics анализирует переходные процессы гидромеханических систем. Также можно использовать блоки библиотек высокого уровня или конструировать приводы, которых нет в библиотеке. Данный набор разрабатывался специально, чтобы охватить варианты моделирования с гидравлическими системами, которые являются частью системы управления, также он может использоваться при моделировании систем, допускающих сосредоточенные параметры.
К преимуществам моделирования гидравлических систем в SimHydraulics относятся наглядность, простота создания модели, а также высокая скорость вычислений при моделировании систем с большим количеством элементов. В отличии от других блоков Simulink, выполняющих математические действия и обработку сигналов, блоки SimHydraulics являются непосредственно элементами гидросистем или связи между ними. При этом набор блоков разнообразен и предоставляет возможность моделировать практические любые гидравлические системы. В современном машиностроении используются гидросистемы двух видов:
- Гидравлические приводы.
- Гидросистемы для подачи жидкости потребителю.
Для гидросистем, которые обеспечивают подачу жидкости потребителям, характерно отсутствие устройств, преобразующих энергию движения жидкости в механическую работу. К данным системам относятся системы пожаротушения, системы жидкостного охлаждения, системы подачи топлива и т. п. В большинстве случаев такие системы относятся к классу разомкнутых систем. Гидравлический привод представляет собой совокупность устройств, которая предназначена для передачи механической энергии и/или преобразования движения посредством рабочей жидкости. Гидравлические приводы относятся к замкнутым системам.
