다른 도메인과의 상호 작용 모델링하기

Simscape™ Driveline™에는 병진 기계 도메인과 회전 기계 도메인을 위해 구축된 블록들이 포함되어 있습니다. 하지만 이러한 블록은 모든 Simscape 도메인의 물리 네트워크와 상호 작용할 수 있습니다. 각 도메인은 연결 선에 각기 다른 색을 사용합니다. 블록이 둘 이상의 도메인 연결을 지원하는 경우, 해당 블록은 이러한 도메인 간의 상호 작용을 계산합니다. 예를 들어, Simple Gear는 회전 기계 도메인에 연결되지만 이 블록은 기어 메싱 손실을 열 도메인으로 출력할 수도 있습니다. Leadscrew, Rack & Pinion, Slider-Crank 같은 블록은 회전 기계 도메인과 병진 기계 도메인 간에 변환을 수행합니다.

회전 운동에서 병진 운동으로의 변환 모델링하기

이 예제에서는 Simple Gear 블록에서 출력된 회전 운동을 진동하는 병진 운동으로 변환하고, 시스템을 구동하기 위해 Ideal Angular Velocity Source 블록을 전기 네트워크로 대체합니다.

다음을 입력하여 모델을 빌드하고 결과 시각화하기 튜토리얼에서 모델을 엽니다.

openExample('sdl/SimpleRotationalMechanicalSystemExample')

이 모델은 모든 상호 작용이 이상적이고 시스템에 질량이 없는 상태에서 샤프트의 속도를 줄이기 위해 Simple Gear 블록을 사용합니다. 모델을 실행하면 Scope 블록은 스텝 입력에 대한 출력 샤프트의 감소된 응답을 보여줍니다.

Rotational model with an Ideal Rotational Motion Sensor block and a Scope block that measure the output speed of the Simple Gear block.

회전 운동을 병진 운동으로 변환하려면 다음을 수행하십시오.

  1. Rotational Free End 블록을 Slider-Crank 블록으로 바꿉니다.

  2. Translational Free End 블록을 추가하고 이 블록을 Slider-Crank 블록의 포트 S에 연결합니다.

  3. 기존 Scope 블록과 Ideal Translational Motion Sensor 블록을 사용하여 회전 에너지에서 병진 에너지로의 변환을 추적합니다.

    1. 시뮬레이션 탭의 준비 섹션에서 속성 인스펙터를 클릭합니다. 그런 다음 Scope 블록을 선택하고 입력 포트 개수를 2로 설정합니다.

    2. Ideal Translational Motion Sensor 블록을 캔버스에 추가하고 측정 기준을 절대로 설정합니다.

    3. Slider-Crank 블록과 Rotational Free End 블록 사이에 포트 R을 연결합니다.

    4. PS-Simulink Converter 블록을 추가하고 Slider-Crank 블록의 포트 V와 Scope 블록 사이에 이 블록을 연결합니다.

Model with rotational and translational motion and sensors connected to a Scope block.

Scope 블록을 열고 보기 > 레이아웃을 선택한 다음 세로로 쌓인 두 개의 셀을 선택합니다. 모델을 실행하고 진동하는 병진 계단 응답과 일정한 회전 계단 응답을 관측합니다. 결과가 표시되지 않으면 Y축 제한 스케일링 버튼을 클릭하십시오.

Top subplot shows an oscillating velocity in the translational domain. Bottom subplot show a constant velocity in the rotational domain.

위쪽 플롯은 Slider-Crank 블록의 슬라이더 부분의 병진 속도를 보여줍니다. 아래쪽 플롯은 회전 운동을 보여줍니다. 일정한 회전 속도가 진동하는 병진 속도를 발생시킵니다.

전기 도메인과 전력 시스템의 상호 작용 모델링하기

전기 전원 공급장치와 기계 시스템의 상호 작용을 캡처하려면 네트워크를 전기 도메인에 연결하십시오. 무손실 시스템을 나타내려면 다음을 수행합니다.

  1. Ideal Angular Velocity Source 블록을 Rotational Electromechanical Converter 블록으로 바꿉니다.

  2. 비례 상수 K를 1로 설정합니다.

Rotational Electromechanical Converter를 완전한 전기 회로에 연결해야 합니다.

  1. Controlled Voltage Source 블록을 추가하고 PS Step 블록을 Controlled Voltage Source 블록의 물리 신호 포트에 다시 연결합니다.

  2. Rotational Electromechanical Converter 블록의 + 포트와 - 포트를 각각 Controlled Voltage Source의 + 포트와 - 포트에 연결합니다.

  3. Electrical Reference 블록을 추가하여 전기 회로를 접지합니다.

Model with rotational and translational motion driven by DC voltage.

Scope 블록의 결과가 이전과 동일한지 확인합니다.

Top subplot shows an oscillating velocity in the translational domain. Bottom subplot show a constant velocity in the rotational domain.

열 도메인을 사용한 열 유동 모델링하기

Simple Gear 블록은 마찰 모델을 온도에 종속적인 효율 또는 온도 및 하중에 종속적인 효율로 설정하면 열 도메인과 연동됩니다.

  1. 마찰 모델 파라미터를 온도에 종속적인 효율로 설정하여 열 도메인에 연결되는 포트 H를 활성화합니다.

  2. 다음 블록을 캔버스에 추가합니다.

    • Conductive Heat Transfer

    • Heat Flow Rate Sensor

    • Thermal Reference

    • PS-Simulink Converter

    • Scope

  3. Conductive Heat Transfer 블록의 포트 A를 Simple Gear 블록의 포트 H에 연결합니다.

  4. 포트 B를 Heat Flow Rate Sensor 블록의 포트 A에 연결합니다.

  5. Heat Flow Rate Sensor 블록의 포트 B를 Thermal Reference 블록에 연결합니다.

  6. 포트 H를 PS-Simulink Converter 블록과 Scope 블록에 연결합니다.

Model with heat transfer from a constant heat source.

새 Scope 블록을 열고 모델을 실행합니다.

Positive heat flow starting above 120 W and gradually declining to below 112 W during 10 seconds.

Simple Gear 블록은 기어 톱니 상호 작용의 메싱 손실을 계산하여 열 도메인으로 출력합니다. 양수 값은 블록에서 외부로 나가는 열 유동을 나타내며, 해당 열 유량은 점차 감소합니다.

참고 항목

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