Гидравлический пропорциональный распределитель 4/3

в палитре на схеме
Блок реализует модель гидравлического пропорционального распределителя 4/3 (четырехлинейный трехпозиционный). Внутренняя структура блока представлена на рисунке (Рисунок 1).


Рис. 1. Внутренняя структура блока "Гидравлический пропорциональный распределитель 4/3"

В основе блока лежит модель гидравлического регулируемого дросселя. Блок "TF" позволяет учесть динамические свойства распределителя, которые моделируются на основе типового звена второго порядка. С помощью блоков Язык программирования учитывается положительное, отрицательное или нулевое перекрытие каналов P-A, P-B, A-T и B-Т.

Совместимые блоки

Соединение блока с другими блоками должно осуществляться в соответствии со следующим правилом: входные гидравлические порты необходимо соединять с блоками, моделирующими гидравлические полости. Например, с такими блоками, как "Гидравлический бак", "Гидравлическая полость", полостью блока "Гидромеханический преобразователь", полостями гидроцилиндров и другими.

Математическая модель

Для определения расхода через проходные каналы Р-А, P-B, B-Т и A-T распределителя используется математическая модель блока Гидравлический регулируемый дроссель. Динамические характеристики распределителя рассчитываются на основе дифференциального уравнения второго порядка (типовое колебательное звено) и определяются по аналогии с моделью блока Гидравлический пропорциональный распределитель 2/2.

В качестве управляющего сигнала, подаваемого на вход распределителя, следует подавать нормализованный сигнал, изменяющийся в диапазоне от -1 до 1.

Расчет пропускной способности каналов распределителя с учетом перекрытия

Обобщенное представление расчета расхода в каналах распределителя для блока "Гидравлический пропорциональный распределитель 4/3" при выборе линейной характеристики при различных типах перекрытия проиллюстрировано на рисунке (Рисунок 2).


Рис. 2. Графическая интерпретация способа расчета расхода в каналах распределителя 4/3

Если при настройке блока для каналов Р-А или B-T установлена положительная величина в свойстве "Перекрытие проходных каналов (-100≤x_lap≤100), %", то пропускная способность этих каналов при изменении положения золотника распределителя меняется в соответствии с красной линией. Если для этих же каналов устанавливается отрицательное перекрытие, то пропускная способность этих каналов при изменении положения золотника распределителя меняется в соответствии с бирюзовой линией.

Если при настройке блока для каналов Р-B или A-T установлена положительная величина в свойстве "Перекрытие проходных каналов (-100≤x_lap≤100), %", то пропускная способность этих каналов при изменении положения золотника распределителя меняется в соответствии с синей линией. Если для этих же каналов устанавливается отрицательное перекрытие, то пропускная способность этих каналов при изменении положения золотника распределителя меняется в соответствии с зеленой линией.

Аналогичным образом может быть представлена характеристика в случае табличного задания параметров.

По умолчанию в блоке для всех каналов задано нулевое перекрытие (Рисунок 3).


Рис. 3. Схема гидравлического пропорционального распределителя 4/3 с нулевым перекрытием по всем каналам

Входные порты

Имя Описание Тип линии связи
A Гидравлический порт для подключения совместимых блоков ГС - Гидравлическая
B Гидравлический порт для подключения совместимых блоков ГС - Гидравлическая
P Гидравлический порт для подключения совместимых блоков ГС - Гидравлическая
T Гидравлический порт для подключения совместимых блоков ГС - Гидравлическая
x Математический порт для подачи нормализованного управляющего сигнала (следует подавать сигнал, изменяющийся в диапазоне от -1 до 1: при подачи сигнала "1" порт "Р" соединяется с портом "А", а порт "B" с портом "T"; при подаче сигнала "-1" порт "Р" соединяется с портом "B", а порт "А" с портом "Т") Математическая

Выходные порты

Блок не имеет выходных портов.

Свойства

Название Имя Описание По умолчанию Тип данных
Расходно-перепадная характеристика Свойства, определяющие расходно-перепадную характеристику
Способ параметризации mode Выбор способа параметризации блока из списка (подробная информация на странице Гидравлический регулируемый дроссель). Возможные значения: "Площадь проходного сечения", "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)", "Коэффициент пропускной способности Kv", "Расходно-перепадная характеристика", "На основе эталонного измерения" Площадь проходного сечения Перечисление
Проходное сечение charac_area Выбор формы проходного сечения дросселя "Круглой формы", "Произвольной формы". Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Площадь проходного сечения", "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)" Круглой формы Перечисление
Тип характеристики charac Выбор вида зависимости основного параметра, характеризующего пропускную способность дросселя, от относительного положения ЗРО ("Линейная", "Таблица"). При выборе типа "Линейная" значения основного параметра, характеризующего пропускную способность, прямо пропорционально зависят от положения ЗРО. При выборе типа "Таблица" значения основного параметра, характеризующего пропускную способность, интерполируются по табличным данным. Опция доступна для способов параметризации: "Коэффициент пропускной способности Kv", "На основе эталонного измерения" Линейная Перечисление
Метод интерполяции interpolation_type Выбор метода интерполяции из списка: "Линейная интерполяция", "Интерполяция кубическими сплайнами". Доступна для всех способов параметризации в случае табличного задания параметров (тип проходного сечения "Произвольной формы" или тип характеристики "Таблица") Линейная интерполяция Перечисление
Параметры Свойства, определяющие параметры дросселя для каналов P-A, B-T, P-B, A-T
Канал x, где x = P-A, B-T, P-B, A-T
Диаметр отверстия, м d_x Значение диаметра отверстия проходного сечения дросселя при его максимальном открытии. Предполагается, что при изменении положения ЗРО от 0 до 1 значение диаметра изменяется линейно от 0 до значения "d". Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Площадь проходного сечения" или "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)" и выбранном типе проходного сечения: "Круглой формы" 0.005 Вещественное
Коэффициент расхода mu_turb_x Значение коэффициента расхода дросселя при турбулентном режиме течения. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Площадь проходного сечения", "На основе эталонного измерения" 0.62 Вещественное
Относительная величина открытия stroke_vector_x Массив значений относительного положения ЗРО, используемый в качестве аргумента при интерполяции табличных данных. Свойство доступно при выбранном типе проходного сечения "Произвольной формы" или выбранном типе характеристики "Таблица" [0 , 0.5 , 1] Массив
Гидравлический диаметр, м dh_vector_x Массив значений гидравлического диаметра, задаваемый в соответствии с массивом значений относительного положения ЗРО. Значения гидравлического диаметра интерполируются по текущим значениям относительного положения ЗРО в процессе расчета. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Площадь проходного сечения", "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)" и выбранном типе проходного сечения: "Произвольной формы" [0 , 0.001 , 0.002] Массив
Площадь проходного сечения, м2 area_vector_x Массив значений площади проходного сечения, задаваемый в соответствии с массивом значений относительного положения ЗРО. Значения площади интерполируются по текущим значениям относительного положения ЗРО в процессе расчета. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Площадь проходного сечения", "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)" и выбранном типе проходного сечения: "Произвольной формы" [0 , 4E-6 , 8E-6] Массив
Критическое число Re (200...800) Re_cr Значение критического числа Рейнольдса, при котором наступает турбулентным режим течения. В зависимости от типа дросселя значения критического числа Re варьируются в диапазоне от 200 до 800. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Площадь проходного сечения", "На основе эталонного измерения" 200 Вещественное
Коэффициент сопротивления в ламинарной области K_lam_x Значение коэффициента сопротивления, характеризующего гидравлические потери в ламинарной области течения. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)" 500 Вещественное
Коэффициент сопротивления в турбулентной области K_turb_x Значение коэффициента сопротивления, характеризующего гидравлические потери в турбулентной области течения. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)" 2 Вещественное
Коэффициент пропускной способности, м3/с Kv_x Значение коэффициента пропускной способности дросселя при его максимальном открытии. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Коэффициент пропускной способности Kv" 0.0004 Вещественное
Коэффициент пропускной способности, м3/с Kv_vector_x Массив значений коэффициента пропускной способности дросселя, задаваемый в соответствии с массивом значений относительного положения ЗРО. Значения Kv интерполируются по текущим значениям относительного положения ЗРО в процессе расчета. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Коэффициент пропускной способности Kv" и выбранном типе характеристики "Таблица" [0 , 0.0002 , 0.0004] Массив
Перепад давления, Па delta_p_vector_x Массив значений перепада давления на дросселе, используемый в качестве аргумента при интерполяции табличных данных для определения объемного расхода через дроссель при выбранном способа параметризации "Расходно-перепадная характеристика" [0 , 500000 , 1000000] Массив
Объемный расход, м3/с Q_vector_x Массив значений объемного расхода, задаваемый в соответствии с массивом значений перепада давления. Значения расхода интерполируются по текущим значениям перепада давления на дросселе в процессе расчета. Предполагается, что значения объемного расхода соответствуют максимальному открытию дросселя. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "Расходно-перепадная характеристика" [0 , 1E-5 , 2E-5] Массив
Объемный расход (эталонное значение), м3/с Qref_x Значение объемного расхода, полученное в рамках эталонного измерения. Предполагается, что значение объемного расхода соответствуют максимальному открытию дросселя, а в диапазоне изменения положения ЗРО значение расхода меняется линейным образом. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "На основе эталонного измерения" 0.0005 Вещественное
Объемный расход (эталонное значение), м3/с Qref_vector_x Массив значений объемного расхода, задаваемый в соответствии с массивом значений относительного положения ЗРО. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "На основе эталонного измерения" и выбранном типе характеристики "Таблица" [0 , 0.0002 , 0.0004] Массив
Перепад давления (эталонное значение), Па delta_p_ref_x Значение перепада давления, полученное в рамках эталонного измерения, соответствующее эталонному значению объемного расхода. Предполагается, что значение перепада соответствует расходу при максимальном открытии дросселя. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "На основе эталонного измерения" 3000000 Вещественное
Плотность рабочей среды (эталонное значение), кг/м3 rho_ref Значение перепада давления, полученное в рамках эталонного измерения, соответствующее эталонному значению объемного расхода. Предполагается, что значение перепада соответствует расходу при максимальном открытии дросселя. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "На основе эталонного измерения" 850 Вещественное
Кинематическая вязкость рабочей среды (эталонное значение), м2/с nu_ref Значение перепада давления, полученное в рамках эталонного измерения, соответствующее эталонному значению объемного расхода. Предполагается, что значение перепада соответствует расходу при максимальном открытии дросселя. Свойство доступно при выбранном способе параметризации: "На основе эталонного измерения" 2E-5 Вещественное
Динамические характеристики Свойства, определяющие учет динамических характеристик
Учитывать динамику dynamics

Активация учета динамики распределителя ("Да" / "Нет")

 Нет Двоичное
Учитывать ограничение скорости открытия/закрытия slope_limitation

Активация учета ограничений по скорости перемещения ЗРО распределителя: "Нет" - ограничения отсутствуют; "Да" - устанавливаются максимальные скорости перемещения ЗРО при открытии и закрытии распределителя. Свойство доступно при активированном свойстве "Учитывать динамику"

 Нет Двоичное
Параметры
Собственная частота, Гц f0 Значение собственной частоты. Свойство доступно при активированном свойстве "Учитывать динамику" 10 Вещественное
Коэффициент демпфирования dzeta Значение коэффициента демпфирования. Свойство доступно при активированном свойстве "Учитывать динамику" 0.5 Вещественное
Максимальная скорость открытия, 1/с vel_max Максимальная скорость ЗРО при открытии распределителя. Свойство доступно при активированных свойствах "Учитывать динамику" и "Учитывать ограничение скорости открытия/закрытия" 10 Вещественное
Максимальная скорость закрытия, 1/с vel_min Максимальная скорость ЗРО при закрытии распределителя. Свойство доступно при активированных свойствах "Учитывать динамику" и "Учитывать ограничение скорости открытия/закрытия" -10 Вещественное
Начальные условия
Относительное начальное открытие x0 Относительное положение ЗРО распределителя в начальный момент времени. Свойство доступно при активированном свойстве "Учитывать динамику" 0 Вещественное
Относительная начальная скорость, 1/с vel0 Относительная скорость ЗРО распределителя в начальный момент времени. Свойство доступно при активированном свойстве "Учитывать динамику" 0 Вещественное
Перекрытие проходных каналов (-100≤x_lap≤100), % Значение перекрытия каналов P-A, B-T, P-B, A-T, выраженное в процентах
P-A x_lap_PA Перекрытие канала P-A 0 Вещественное
B-T x_lap_BT Перекрытие канала B-T 0 Вещественное
P-B x_lap_PB Перекрытие канала P-B 0 Вещественное
A-T x_lap_AT Перекрытие канала A-T 0 Вещественное

Параметры

Название Имя Описание Тип данных
Массовый расход, кг/с Рассчитываемые значения массового расхода
Порт P G_P_ Значение массового расхода в порте "P" (G_P = G_PA + G_PB) Вещественное
Порт T G_T_ Значение массового расхода в порте "T" (G_T = G_AT + G_BT) Вещественное
Порт A G_A_ Значение массового расхода в порте "A" (G_A = G_PA - G_AT) Вещественное
Порт B G_B_ Значение массового расхода в порте "B" (G_B = -G_PB + G_BT)
Объемный расход, л/мин Рассчитываемые значения объемного расхода
Порт P Q_P_ Значение объемного расхода в порте "P" (Q_P = Q_PA + Q_PB) Вещественное
Порт T Q_T_ Значение объемного расхода в порте "T" (Q_T = Q_AT + Q_BT) Вещественное
Порт A Q_A_ Значение объемного расхода в порте "A" (Q_A = Q_PA - Q_AT). Вещественное
Порт B Q_B_ Значение объемного расхода в порте "B" (Q_B = -Q_PB + Q_BT).
Перепад давления, МПа Рассчитываемые значения перепада давления в каналах P-A, B-T, P-B и A-T
P-A delta_p_PA Значение перепада давления на распределителе в канале Р-А, определяемое как разница между давлением в порте "P" и давлением в порте "A" Вещественное
B-T delta_p_BT Значение перепада давления на распределителе в канале B-Т, определяемое как разница между давлением в порте "B" и давлением в порте "T" Вещественное
P-B delta_p_PB Значение перепада давления на распределителе в канале P-B, определяемое как разница между давлением в порте "P" и давлением в порте "B" Вещественное
A-T delta_p_AT Значение перепада давления на распределителе в канале A-Т, определяемое как разница между давлением в порте "A" и давлением в порте "T" Вещественное
Число Рейнольдса Рассчитываемые значения числа Рейнольдса для каналов P-A, B-T, P-B и A-T
P-A Re_PA Значение числа Рейнольдса, характеризующее режим течения в распределителе в канале Р-А. Доступно при выборе способов параметризации: "Площадь проходного сечения", "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)", "На основе эталонного измерения". При выборе других способов параметризации значение Re остается равным нулю Вещественное
B-T Re_BT Значение числа Рейнольдса, характеризующее режим течения в распределителе в канале B-T. Доступно при выборе способов параметризации: "Площадь проходного сечения", "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)", "На основе эталонного измерения". При выборе других способов параметризации значение Re остается равным нулю Вещественное
P-B Re_PB Значение числа Рейнольдса, характеризующее режим течения в распределителе в канале P-B. Доступно при выборе способов параметризации: "Площадь проходного сечения", "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)", "На основе эталонного измерения". При выборе других способов параметризации значение Re остается равным нулю Вещественное
A-T Re_AT Значение числа Рейнольдса, характеризующее режим течения в распределителе в канале B-T. Доступно при выборе способов параметризации: "Площадь проходного сечения", "Коэффициент гидравлического сопротивления (Идельчик)", "На основе эталонного измерения". При выборе других способов параметризации значение Re остается равным нулю Вещественное
Относительная скорость, 1/с vel Величина относительной скорости регулирующего органа распределителя Вещественное
Относительное перемещение, % strk Величина перемещения регулирующего органа распределителя, выраженная в процентах Вещественное

Примеры

Примеры использования блока: