Translational Spring

機械並進システムの理想的なバネ

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ライブラリ:
Simscape / Foundation Library / Mechanical / Translational Elements

説明

Translational Spring ブロックは、次の方程式で記述される理想的な機械線形バネを表します。

$F = K x$

$x = x_{i n i t} + x_{R} - x_{C}$

$v = \frac{d x}{d t}$

ここで、

F はバネを通じて伝達される力です。
K はバネ定数です。
x は相対変位、つまりバネの変形です。
x_init は初期変位、つまりバネの初期変形です。x_init > 0 の場合、バネは初期状態で圧縮されています。x_init < 0 の場合、バネは初期状態で伸張されています。
x_R と x_C はそれぞれ端子 R と端子 C の絶対変位です。
v は相対速度です。
t は時間です。

このブロックの正方向は端子 R から端子 C です。つまり、力が R から C への方向に働く場合に、その力は正となります。

変数

シミュレーションの前にブロック変数の優先順位と初期ターゲット値を設定するには、ブロックのダイアログボックスまたはプロパティインスペクターの [初期ターゲット] セクションを使用します。詳細については、ブロック変数の優先順位と初期ターゲットの設定を参照してください。

ノミナル値は、モデル内で予想される変数の大きさを指定する方法を提供します。ノミナル値に基づくシステムのスケーリングを使用すると、シミュレーションのロバスト性が向上します。ノミナル値はさまざまなソースから得られます。その 1 つがブロックのダイアログボックスまたはプロパティインスペクターの [ノミナル値] セクションです。詳細については、ブロック変数のノミナル値の変更を参照してください。

例

コントローラーを使用するマス-バネ-ダンパー

この例では、制御されたマス-バネ-ダンパーを示します。コントローラーで質量にかかる力を調整し、質量の位置によってコマンド信号を追跡できるようにします。質量の初期速度は、秒速 10 メートルです。コントローラーは Force Source によって適用された力を調整して、入力信号へのステップ変化を追跡します。

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単純な機械システム

この例では、回転運動と並進運動を接続するシステムのモデルを説明します。加算てこが駆動する負荷は、質量、粘性摩擦、およびジョイント C に接続するバネで構成されています。ジョイント B は、ホイールおよび軸とギアボックスを経由する基準点に接続する 2 つの回転バネに吊り下げられています。ジョイント A は、ギアボックスとホイールおよび軸機構を経由してトルク源に接続されています。

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リンク機構

この例では、リンク機構での Simscape™ Lever ブロックの使用方法を説明します。Lever 1 と Lever 4 は第 1 種てこであり、終端に支点があります。Lever 3 は第 2 種てこであり、中央に支点があります。Lever 2 は、1 番目と 3 番目のてこによって駆動される加算てこです。

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