Чем хороша принципиальная схема? Каждый элемент этой схемы, это устройство, которое
описывается паспортными данными завода-изготовителя если конечно производитель их знает и
предоставляет (розовая мечта разработчика).
В нашем случае в качестве принципиальной схемы модели должно быть 3 элемента:
- Источник давления;
- Дроссель;
- Гидроцилиндр.
Все остальное на схеме – от лукавого ученого, чтобы запутать инженера.
Другими словами, камера и плунжер с пружиной должны быть объединены в один элемент.
Косвенным свидетельством правильности такого объединения является то, что площадь сечения
плунжера используется и в уравнениях камеры, и в уравнениях плунжера.
Для того, чтобы превратить расчетную схему в принципиальную, мы воспользуемся блоком
«Субмодель».
Поместим 2 блока на схему. Один из них подпишем «Гидроцилиндр», другой «Дроссель».
Выделим субмодель «Гидроцилиндр», и из меню главного окна
Правка → Изменить
блок, вызовем окно редактирования свойств (см.
Рисунок 1):
Рисунок 1. Настройка свойств блока
В закладку «Свойства» нашего блока мы добавляем все, что относится к гидроцилиндру из
главного окна программы (см.
Рисунок 1). Кнопка добавления находится внизу. Сохраняя имена переменных и их значения. В способе
расчета указываем, что это константы.
В закладку «Параметры» добавляем то, что этот блок рассчитывает, и к чему нам возможно
придется обратится, в качестве способа расчета указываем это переменные (см.
Рисунок 2).
Рисунок 2. Настройка параметров блока
В подготовленную субмодель копируем существующие блоки – «камера» и «плунжер с
пружиной». Добавляем блоки
Порт входа,
Порт выхода и блок
Двунаправленная шина (вход). И собираем схему как показано на
рисунке (
Рисунок 3).
Рисунок 3. Схема блока «Гидроцилиндр»
Блок
«Двунаправленная шина (вход)» позволяет нам упаковать две или больше линий
связи с разными направлениями в одну «шину». Это удобно, когда в модели есть однозначно
двунаправленная связь.
В нашем случае дроссель рассчитывает расход и передает его в камеру по контакту А, но ему
для расчета нужно давлении в камере. Поэтому мы забираем расход и отдаем в контакт B. А на
схеме у нас одна линия.
Ответная внутренняя часть блока дроссель будет выглядеть как показано на рисунке (
Рисунок 4).
Рисунок 4. Схема блока дроссель
Мы скопировали блок дроссель и соединили его с входами и выходами так, чтобы он
забирал давление из шины по контакту B, и отдавал расход по контакту А.
В качестве свойств для блока Дроссель нужно задать те свойства из глобального списка,
которые относятся к блоку (см.
Рисунок 5).
Рисунок 5. Свойства блока дроссель
В качестве параметров блока дроссель задается площадь проходного сечения (см.
Рисунок 6).
Рисунок 6. Параметры блока дроссель
Поскольку мы перенесли свойства в блоки, нужно расчет промежуточных переменных также
перенести в соответствующие внутренние скрипты блоков. Площадь дросселя мы рассчитываем, не
в главном окне программы, а в субмодели дросселя (см.
Рисунок 7). То же самое надо сделать для
площади сечения плунжера.
Рисунок 7. Расчет площади сечения дросселя в его модели
В итоге, а зачем нужно было так мучатся? Ответ на рисунке (
Рисунок 8).
Вместо непонятных линий связи, мы получили принципиальную схему, где есть источник
давления, дроссель, и гидроцилиндр (картинки, конечно, я поменял).
Кроме наглядности, данная схема обеспечивает защиту «от дурака» – неверные подключения.
Попытка подать на вход в гидроцилиндр простую ступеньку, вызовет ошибку потому, что вход
«ждет» двунаправленную шину от дросселя.
Рисунок 8. Расчётная схема, приведенная к принципиальной
Когда мы создавали блоки, мы использовали те же самые имена, что и в главном окне,
однако эти имена стали локальными, но и глобальные константы по проекту никуда не делись.
Можно, например, в свойствах гидроцилиндра указать диаметр, меньший в два раза, чем
исходный, используя глобальную константу d (см.
Рисунок 9).
Рисунок 9. Диаметр через объявленную константу d
Тогда при моделировании будет подставлен диаметр в два раз меньший, и перемещении буде
в 4 раза меньше (пропорционально квадрату диаметра)
Рисунок 10. Влияние уменьшения диаметра плунжера в 2 раза