Объект: LV3D

Библиотека: Mechanics3D

Имя на уровне решателя: Mechanics3D.LV3D

Аннотация: Расчет модуля вектора скорости

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	XYZ	3D механический порт, движение точки A
2	Port2	OSIGNAL	Сигнальный порт, передающий модуль вектора скорости

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	Scale		Коэффициент масштабирования, -		1

Расчетные и измеряемые величины:

№	Параметр	Описание	Единица
1	V_port2	Значение сигнала на порте (V)
2	X_port2	Значение интегральной функции от сигнала на порте (X)
3	A_port2	Значение производной функции от сигнала на порте (A)

Пример использования компонента

Модель вычислителя линейной скорости точки (LV3D)

Компонент предназначен для расчета вектора линейной скорости (Vx, Vy, Vz) заданной точки в трехмерном пространстве. В данном тесте он используется для пересчета пространственной скорости, поступающей от источника, в скорость точки А.

Проверка расчета скорости точки через компонент LV3D.

Начальные данные:

Входные воздействия (Константы, задающие вектор скорости)

Const3: C = 3 - Компонента вектора скорости по оси X (Vx), мс^-1

Const2: C = 2 - Компонента вектора скорости по оси Y (Vy), мс^-1

Const4: C = 2 - Компонента вектора скорости по оси Z (Vz), м*с^-1

Настройки компонента V3dXYZ1 (источник 3D скорости)

K = [1.0, 1.0, 1.0] - Коэффициенты пропорциональности для осей X, Y, Z

C = [0.0, 0.0, 0.0] - Смещение сигнала

Настройки компонента (LV3D)

Scale = 1 - Коэффициент масштабирования выходного сигнала

Настройки компонента SNSRV1D1 (датчик относительной скорости)

K = 1 - Коэффициент масштабирования выходного сигнала

Вспомогательные вычислительные блоки

Pow1, Pow2, Pow3 - Возведение в квадрат компонент Vx, Vy, Vz

Sum1, Sum2 - Суммирование квадратов

Sqrt - Извлечение квадратного корня

Sall1 - Индикатор модуля скорости

end = 5 - Время интегрирования, с

Схема тестирования:

На входы компонента V3dXYZ1 подаются постоянные сигналы от констант Const3 (3), Const2 (2) и Const4 (2). На выходе этого компонента формируется вектор пространственной скорости V с компонентами (3, 2, 2) м/с. Далее этот вектор подается на вход компонента LV3D. Внутри компонента происходит расчет, и на выходе формируются значения скоростей точки А. Компонент SNSRV1D1 (датчик относительной скорости) вычисляет скорость, заданную вектором от LV3D. Второй конец датчика закреплен (заземлен), что позволяет измерить абсолютную скорость точки А относительно неподвижной системы отсчета.

Параллельно основная ветка сигналы Vx, Vy, Vz подаются на блоки возведения в квадрат (Pow1, Pow2, Pow3), затем суммируются (Sum1, Sum2) и из результата извлекается квадратный корень (Sqrt). Полученное значение выводится на индикатор Sall. Это позволяет проверить модуль вектора скорости.

Результат:

При подаче на вход вектора скорости с компонентами (3, 2, 2) м/с, схема вычисляет его модуль. Индикатор Sall показывает значение, равное корню из 17 (примерно 4.12). Тест проверяет корректность работы компонента LV3D при пересчете пространственной скорости в скорость точки А.

Формула для расчета модуля скорости:

\[\begin{split}\begin{aligned} |V| &= \sqrt{V_x^2 + V_y^2 + V_z^2} \\ |V| &= \sqrt{3^2 + 2^2 + 2^2} = \sqrt{17} \approx 4.123\ \text{м/с} \end{aligned}\end{split}\]

На графике представлена временная зависимость выходного сигнала LV3D.V1. Кривая постоянна на уровне примерно 4.12, что соответствует вычисленному значению модуля скорости.

Схема теста

Рисунок 1 - Схема теста

График результата теста

Рисунок 2 - LV3D.Check