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Actuador hidráulico con controlador de posición analógico y bloques Dashboard

Este ejemplo muestra cómo utilizar la biblioteca Foundation para modelar sistemas que amplían dominios eléctricos, mecánicos e hidráulicos.

En el modelo, un sistema hidráulico controla la posición de la carga mecánica en respuesta a una demanda de referencia de tensión. Si la demanda de referencia es cero, el desplazamiento del actuador hidráulico (y de la carga) es cero, y si la referencia es +5 voltios, el desplazamiento es de 100 mm.

El controlador proporcional más integral se implementa utilizando amplificadores operacionales, cuya etapa final se configura como una fuente de corriente. A continuación, se acciona un motor de torque con términos de resistencia e inductancia modelados. El motor de torque acciona directamente el distribuidor, que a su vez controla el circuito hidráulico principal que alimenta el cilindro hidráulico. Por último, el cilindro acciona una carga mecánica genérica.

Un modelo con este nivel de fidelidad ofrece soporte para el diseño y las pruebas del controlador de la servoválvula. Incluye los modos electromecánicos de alta frecuencia que afectan a los márgenes de estabilidad, así como los efectos del caudal no lineales cuando se exigen grandes demandas al sistema hidráulico.

Este ejemplo incluye animaciones del actuador y de los indicadores de aguja de presión creados usando un bloque Vertical Gauge y dos bloques Circular Gauge de la biblioteca de Simulink / Dashboard / Customizable Blocks.

Modelo

Actuator Control Circuit Subsystem

Spool Valve Subsystem

Motor Control Circuit Subsystem

Resultados de simulación a partir de scopes

Resultados de simulación a partir del registro de Simscape

La siguiente figura muestra las presiones del cilindro y la posición de la carga representadas en una gráfica de MATLAB. También puede ver estos datos en Simulation Data Inspector haciendo clic en el hipervínculo View cylinder pressures en el área de diseño del modelo o haciendo clic en el botón Data Inspector en la pestaña Simulation del modelo.