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探索演示如何创建自定义组件和库的示例。
模型潮湿空气流动车辆加热,通风和空调(HVAC)系统。车辆舱室被表示为与外部环境交换热量的潮湿空气的体积。潮湿的空气流经再循环挡板、鼓风机、蒸发器、混合门和加热器,然后返回机舱。再循环襟翼选择从客舱或外部环境的进气。搅拌器的门可以改变加热器周围的气流来控制温度。
模拟飞机环境控制系统(ECS),调节压力、温度、湿度和臭氧(O3),以保持舒适和安全的客舱环境。冷却和除湿由空气循环机(ACM)提供,它作为逆布雷顿循环运行,从增压热发动机引气中去除热量。部分热排风与ACM输出直接混合,调节温度。舱内的外流阀维持增压。该模型模拟了ECS从热地面工况到冷巡航工况再回到冷地面工况的运行过程。
使用Simscape™示例库Capacitors_lib。模型是使用来自示例库的组件构建的。该电路从恒定的0.05安培电流源向超级电容充电,然后向负载发送电流脉冲。超级电容器能够提供比直接从电流源更高的电流。该库包含不同保真度的电容器模型,以允许探索损耗和非线性的影响。
集总参数传输线模型。它是由定义单个T-section段的自定义Simscape™组件构建的。该模型连接50段,每个长度0.1米,从而建模一个5米长的同轴电缆。从仿真结果可以看出传输延迟。
使用定制的热液块模型一个基本的发动机冷却系统。固定排量泵驱动水通过冷却回路。来自发动机的热量被水冷却剂吸收,并通过散热器消散。系统温度由恒温器调节,只有当温度高于阈值时,才会将流量转向散热器。
对基于布雷顿循环的燃气轮机辅助动力单元(APU)进行了建模。压缩机和涡轮块是基于Simscape™基金会气体库的定制组件。系统的功率输入由燃烧室的热喷射来表示;没有模拟实际的燃烧化学过程。单轴连接压缩机和涡轮机,这样涡轮机的动力驱动压缩机。APU是一个自由涡轮,进一步扩大排气流,以产生输出功率。
建立了基于朗肯循环的汽轮机系统模型。该循环包括过热和再加热,分别防止高压涡轮和低压涡轮结露。该循环还具有再生,将提取的蒸汽通过闭式给水加热器加热水,提高循环效率。
使用Simscape™示例库ElectroChem_lib。在模型中,Fe3+离子被还原为Fe2+, Pb被氧化为Pb2+,从而释放化学能。当铅被氧化成Pb2+时,铅离子的摩尔流速是铁离子的一半,因为铅离子会交换两个电子。Pb源的化学势按惯例为零,因为它是固体。
使用Simscape™语言对铅酸电池进行建模,以实现等效电路组件的非线性方程。通过这种方式,相对于在Simulink®中完全建模,模型组件和定义物理方程之间的连接更容易理解。金宝app有关定义方程及其验证,请参见Jackey, R。“一种简单、有效的铅酸电池电气系统部件选型建模方法”,SAE世界汽车工程大会,2007年4月,参考文献2007-01-0778。
使用Simscape™语言对锂电池进行建模,以实现具有一个RC分支的等效电路模型的元素。定义方程及其验证见T. Huria, M. Ceraolo, J. Gazzarri, R. Jackey。“基于热依赖的高保真电模型用于大功率锂电池的表征和仿真”,IEEE国际电动汽车会议,2012年3月。
使用Simscape™语言对锂电池进行建模,以实现具有两个RC分支的等效电路模型的元素。定义方程及其验证见T. Huria, M. Ceraolo, J. Gazzarri, R. Jackey。“基于热依赖的高保真电模型用于大功率锂电池的表征和仿真”,IEEE国际电动汽车会议,2012年3月。
模拟由多个串联单元组成的电池组。它还展示了如何将故障引入其中一个电池,以查看对电池性能和电池温度的影响。电池组是用Simscape™语言建模的,通过使用数组串联单元模型。您可以通过为故障单元格定义不同的参数来表示故障。
使用Simscape™建模可变传输延迟。传输延迟块模型信号通过在输入端和输出端之间移动的媒体传播。介质速度可以变化,因此它是通过块端口指定的。终端之间的距离以及初始输出是恒定的,它们被指定为块参数。
如何使用Simscape™Foundation Library PS异步样例和保持块构建具有更复杂行为的组件。该模型实现了一个可控的PWM电压源,其中脉宽调制时间(占空比)与物理信号输入u成比例。
如何使用离散时间Simscape™Foundation Library PS Counter块构建具有更复杂行为的组件。该模型实现了一个可控的PWM电压源,其中脉宽调制时间(占空比)与物理信号输入u成比例。
模型a使用简化的定制气动元件控制执行器。有两个跨变量,定义为压力和温度,还有两个跨变量,定义为质量流量和热流量。简化的方法意味着电路中的每个节点都必须有与之相关的气体体积。电路中气体的物理体积由定容气动腔体块、气动活塞腔体块和气动大气参考块表示。相反,Foundation Library的气体组件在每个节点上不需要这样的连接规则。请参阅气动执行电路示例,以了解使用基础库气体组件建模气动系统的更有效方法。
编写Simscape™函数以使用Simscape表达式计算数值,以及如何使用Simscape函数提高组件之间的代码重用。顶部的两个Simscape组件块(在“不使用Simscape函数”框中)分别是使用两个Simscape组件文件创建的。比较这两个组件文件,可以看到方程右边有相似的Simscape表达式来计算数值,这本质上是exp(i)的修改,为i的大量值提供保护。这种表达式在标准二极管建模中很常见。使用Simscape函数,这样的表达式被抽象到Simscape函数文件中,它们在组件文件中的用法被调用这样的Simscape函数所替代。底部的两个Simscape组件块(在“Use Simscape functions”框中)是使用使用Simscape函数的组件文件创建的。
一辆手推车在一个理想的硬止点的两端跳跃,而一堆物体在它上面自由滑动。质量和小车之间的摩擦使用一个理想的,基于模切的摩擦块建模,而硬停止使用瞬时模式和进入动作建模。当车撞到硬止点的边界时,冲力传播到上面的质量,使它在从静态摩擦模式转变为动态摩擦模式时发生位移。
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