Ideal Rotational Motion Sensor

Sensores de movimiento en sistemas mecánicos de rotación

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Simscape / Foundation Library / Mechanical / Mechanical Sensors

Descripción

El bloque Ideal Rotational Motion Sensor representa un sensor de movimiento mecánico de rotación ideal, es decir, un dispositivo que convierte una variable Across medida entre dos nodos mecánicos de rotación a una señal de control proporcional a la aceleración, la velocidad angular o la posición (ángulo). Puede especificar la posición angular inicial (desplazamiento) como un parámetro de bloque.

El sensor es ideal, puesto que no tiene en cuenta la inercia, la fricción, los retardos, el consumo de energía, etc.

Las conexiones R y C son puertos de transferencia mecánica de rotación que conectan el bloque a los nodos donde se supervisa el movimiento. La dirección positiva del bloque va del puerto R al puerto C, lo que significa que la velocidad se mide como ω = ω_R – ω_C, donde ω_R y ω_C son las velocidades angulares absolutas en los puertos R y C, respectivamente. El parámetro Measurement reference permite desactivar el puerto C y medir con respecto a la tierra.

Las conexiones α, W y A son puertos de salida de señal física para la aceleración angular, la velocidad y el desplazamiento, respectivamente. La visibilidad de estos puertos se controla con parámetros de bloque. Si activa el puerto α, el bloque realiza cálculos adicionales para medir la aceleración en función de la velocidad. Para evitar una complejidad innecesaria del modelo, es recomendable que en cada instancia del bloque solo active los puertos que realmente utilizará en la medición.

La casilla Wrap angle to [0, 2*pi] permite controlar el rango de salida del desplazamiento angular. Cuando está seleccionada, mantiene el desplazamiento angular dentro del rango de 0 a 2π radianes (360 grados), independientemente del número de revoluciones realizadas por el objeto y la dirección de rotación. Cuando se desactiva esta casilla, el rango de salida no tiene restricciones.

La figura muestra la diferencia entre ambas opciones.

En este ejemplo, el objeto se mueve a 6 rad/s en dirección positiva durante los 5 primeros segundos y, luego, cambia a la dirección negativa a la misma velocidad. La salida predeterminada del desplazamiento angular (línea 1) muestra que el objeto gira hacia delante 30 rad y, luego, gira hacia detrás en la dirección negativa, continuando hasta –20 rad. Si selecciona la casilla Wrap angle to [0, 2*pi], la salida (línea 2) permanece en el rango de 0 a 2π rad.

Si selecciona la casilla Wrap angle to [0, 2*pi], se simplifica el desarrollo de modelos con una relación compleja entre los parámetros del modelo y el ángulo de rotación, como bombas y motores.

Ejemplos

Motor de CC de imán permanente

Este modelo se basa en un micromotor de CC de la serie 0615 de Faulhaber. Los valores de los parámetros están establecidos para coincidir con la variante de 1,5 V de este motor. El modelo utiliza estos parámetros para verificar la velocidad sin carga, la corriente sin carga y el par motor máximo declarados por el fabricante.

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Sistema mecánico de rotación con oscilaciones con efecto stick-slip

Este modelo muestra un sistema rotacional mecánico con fricción por oscilaciones con efecto stick-slip. Se conecta una inercia a un punto fijo mediante el muelle y el amortiguador. La inercia se mueve por una fuente de velocidad a través de un elemento de fricción por oscilaciones con efecto stick-slip. El elemento de fricción tiene una diferencia entre las fricciones inicial y de Coulomb, lo que provoca oscilaciones con efecto stick-slip de la inercia.

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Puertos

Salida

α — Aceleración, rad/s^2

señal física

Puerto de salida de señal física para la aceleración angular.

Dependencias

Para activar este puerto, seleccione la casilla Acceleration.

W — Velocidad angular, rad/s

señal física

Puerto de salida de señal física para la velocidad angular.

Dependencias

Para activar este puerto, seleccione la casilla Velocity.

A — Posición (desplazamiento angular), rad

señal física

Puerto de salida de señal física para el desplazamiento angular.

Dependencias

Para activar este puerto, seleccione la casilla Position.

Transferencia

R — Varilla (terminal positiva)

mecánica de rotación

Puerto de transferencia mecánica de rotación asociado con la terminal positiva del sensor.

C — Carcasa (terminal de referencia)

mecánica de rotación

Puerto de transferencia mecánica de rotación asociado con la terminal negativa (de referencia) del sensor.

Dependencias

Para activar este puerto, establezca el parámetro Measurement reference en Difference.

Parámetros

Measurement reference — Seleccione si realizar mediciones absolutas o relativas

Difference (predeterminado) | Absolute

Seleccione si realizar mediciones absolutas o relativas:

• Difference: mide la aceleración, la velocidad y la posición del puerto R en relación con el puerto C.

• Absolute: desactiva el puerto C y mide la aceleración, la velocidad y la posición del puerto R con respecto a la tierra (nodo de referencia interno).

Acceleration — Controla la visibilidad del puerto de salida para medir la aceleración angular

desactivado (predeterminado) | activado

Si selecciona esta casilla, se expone el puerto de salida α, que permite medir la aceleración angular. Exponer el puerto α también implica cálculos adicionales para medir la aceleración en función de la velocidad, por lo que este puerto está desactivado de forma predeterminada.

Velocity — Controla la visibilidad del puerto de salida para medir la velocidad angular

activado (predeterminado) | desactivado

Si selecciona esta casilla, se expone el puerto de salida W, que permite medir la velocidad angular.

Position — Controla la visibilidad del puerto de salida para medir el desplazamiento angular

activado (predeterminado) | desactivado

Si selecciona esta casilla, expone el puerto de salida A, que permite medir la posición (desplazamiento angular).

Wrap angle to [0, 2*pi] — Controle el rango de salida para el desplazamiento angular

desactivado (predeterminado) | activado

Cuando está establecido en On, mantiene la salida del desplazamiento angular del sensor dentro del rango de 0 a 2π radianes (360 grados), independientemente del número de revoluciones realizadas por el objeto y la dirección de rotación. Cuando está establecido en Off, el rango de salida no tiene restricciones.

Si selecciona esta casilla, se simplifica el desarrollo de modelos con una relación compleja entre los parámetros del modelo y el ángulo de rotación, como bombas y motores.

Dependencias

Para activar este parámetro, seleccione la casilla Position.

Initial angle — Desplazamiento inicial del sensor

0 rad (predeterminado)

Posición angular inicial del sensor (desplazamiento).

Dependencias

Para activar este parámetro, seleccione la casilla Position.

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++
Genere código C y C++ mediante Simulink® Coder™.

Historial de versiones

Introducido en R2007a

R2022b: Mide la aceleración con respecto a la tierra y controlar paramétricamente la visibilidad de los puertos de salida

Las mejoras del bloque incluyen:

• Puerto de salida de señal física adicional, α, que permite medir la aceleración angular.

• Parámetros adicionales (Acceleration, Velocity y Position) que controlan la visibilidad de los puertos de salida de señal física, permitiendo exponer los puertos que se están usando realmente para medir cada instancia concreta. Esta mejora aumenta la legibilidad de los diagramas de bloques. Además, dado que exponer el puerto de medición de la aceleración implica cálculos adicionales, este puerto está oculto de forma predeterminada y es recomendable que no lo exponga a no ser que necesite medir la aceleración.

• En versiones anteriores, los bloques solo medían la velocidad y la posición relativas del puerto R con respecto al puerto C. Ahora, el nuevo parámetro Measurement reference permite desactivar el puerto C y medir con respecto a la tierra (nodo de referencia interno).

Estas mejoras no afectan a la compatibilidad de los modelos creados en versiones anteriores.

Consulte también

Ideal Angular Velocity Source | PS-Simulink Converter

Temas

• Conectar diagramas de Simscape a Sources y Scopes de Simulink