Simscape Fluids
流体系统建模和仿真
Simscape Fluids™（前身为 SimHydraulics®）为流体系统建模和仿真提供组件库。它包括液压泵、阀门、作动器、管道和换热器的模型。您可以使用这些组件来开发流体动力系统，例如前端装载机、动力转向装置和起落架作动系统。使用 Simscape Fluids，还可以开发发动机冷却系统、齿轮箱润滑系统和燃油供应系统。您可以通过 Simscape™ 产品系列中的组件将机械系统、电气系统、热系统和其他物理系统集成到您的模型中。
Simscape Fluids 可帮助您开发控制系统并测试系统级性能。您可以借助基于 MATLAB® 的 Simscape 语言，使用文本定义物理建模组件、域和库，从而创建自定义组件模型。您可以利用 MATLAB 变量和表达式参数化您的模型，使用 Simulink® 设计用于液压系统的控制系统。为了将模型部署到其他仿真环境中，包括硬件在环 (HIL) 系统，Simscape Fluids 还支持生成 C 代码。
快速入门：
自定义流体动力系统建模
快速组配液压和气动作动系统模型并比较性能和系统要求。创建阀门、泵和电机自定义模型。添加非线性效应或简化实时仿真模型。
由两个开中心 5 通 3 位换向阀控制的作动系统。
评估热效应
整合随压力和温度变化的流体行为。将液压或气动系统连接到热网络，对组件与环境之间的热传递进行建模。评估温度对组件级和系统级性能的影响。
作为差动气缸进行建模的双向作动器。
设计控制算法
在液压和气动系统中进行逻辑建模以控制泵和阀门。使用自动控制调整技术来优化闭环作动系统的性能。识别满足鲁棒性和响应时间目标的控制器增益。
执行粗钻、精钻和扩孔的液压作动机床的模型。
评估系统架构
快速组配换热器、蒸发器和泵，为自定义热管理系统建模。与控制逻辑集成，并将仿真的性能与系统要求进行比较。在正常和异常工作条件下（包括极端温度和组件故障下）自动执行测试。
电池包与带有冷却液通道的冷板的模型。
确定组件大小
在评估系统级性能时，改变管道、泵和换热器的尺寸。将系统级要求映射到组件并定义压降和功耗。找到一组最优的组件，最大限度地提高能源效率。
蒸汽压缩制冷循环模型，其中循环的高压部分在超临界流体区域中工作。
设计控制算法
对选择工作模式的加热和冷却系统逻辑进行建模。使用自动控制调整技术来最大限度地提高能源效率。找到满足鲁棒性和响应时间目标的控制器增益。
带鼓风机、蒸发器、加热器和管道组件的汽车暖通空调系统模型。
评估系统架构
快速将管道、泵和油箱组配到流体输送系统中。集成控制逻辑，并将仿真的性能与系统要求进行比较。在预期工作条件下以及极端流速、极端压力和组件故障情况下自动执行测试。
飞机油箱模型与泵站。
确定组件大小
测试系统级性能时，改变泵、油箱和管道的尺寸。将系统级要求映射到组件并定义压降和功耗。找到一组最优的组件，最大限度地提高能源效率。
多泵站供水系统模型。
设计控制算法
针对选择待激活泵和阀门的流体系统逻辑进行建模。将自动控制调整技术应用于流速和填充水平以满足系统要求。识别满足鲁棒性和响应时间目标的控制器增益。
泵驱动冷却回路模型，其中系统温度由恒温器调节。
创建稳健的设计
指定组件的失效标准，包括时间、压力或基于温度的条件。进行故障组件建模，例如密封泄露或开孔阻塞。自动配置模型，高效验证故障条件下的设计。
有泄露、阻塞和轴承故障的三缸往复泵模型。
训练机器学习算法
生成训练数据以训练预测性维护算法。在常见和罕见场景下通过虚拟测试验证算法。确保正好在正确的间隔执行维护，减少停机时间和设备成本。
有五个活塞的轴向活塞泵模型。
最小化功率损耗
计算液压和气动组件消耗的功率。确认组件在其安全运行范围内运行。自动仿真特定事件和一系列测试场景，并在 MATLAB 中对结果进行后处理。
一组基于朗肯循环的涡轮系统模型。
测试更多场景
通过选择变量、设置环境条件和准备试验设计，使用 MATLAB 自动配置待测试的模型。在多核工作站或集群上并行运行一系列测试或参数扫描。
注塑作动系统模型。
准确预测行为
从数据库导入流体属性并包括冷凝和蒸发等物理效应。自动调整参数以匹配测得的数据。在 Simulink 中自动控制步长和容差，确保获得精确的结果。
带有可变排量泵和固定排量液压电机的静液压传动装置模型。
自动化分析
通过多场景测试设计，评估系统效率。计算 FFT，用来分析设计中的压力振荡。使用 MATLAB 自动实现仿真运行和结果的后期处理。
离心泵供给润滑系统模型。
测试无需硬件原型
将 Simscape Fluids 模型转换为 C 代码，以便在 dSPACE®、Speedgoat、OPAL-RT 和其他实时系统上使用硬件在环测试，来测试嵌入式控制算法。 通过使用您生产系统的数字孪生配置测试来执行虚拟调试。
液冷式永磁同步电机模型，使用基于能量的建模来避免高频切换，使得该模型适用于 HIL 仿真。
加快优化
将 Simscape Fluids 模型转换为 C 代码以加速单个仿真。通过将仿真部署到单台机器上的多个核、计算集群上的多台机器或云环境来并行运行测试。
两侧自定义缓冲器（缓冲垫）组件的液压缸模型。
与其他团队协作
对包含整个 Simscape 产品系列中提供的高级组件和功能的模型进行调节和仿真，而不需要购买每个 Simscape 附加产品的许可证。将受保护的模型分享给外部团队，避免泄露 IP。
用于柴油发动机喷射系统的喷射器泵的模型。
对您的整个系统建模
在单一仿真环境中测试集成的电气系统、电磁系统、热系统、机械系统、液压系统、气动系统和其他系统。尽早发现集成问题并优化系统级性能。
根据您的需要定制模型
使用基于 MATLAB 的 Simscape 语言定义自定义组件，根据模型精度需求自定义模块。利用模块化接口创建可重用、参数化的装配件，从而提高效率。
基于布雷顿循环的燃气轮机辅助动力装置 (APU) 模型。
促成设计团队的合作
利用整个系统的可执行规范，让软件工程师和硬件设计师在设计流程早期便可开展协作。使用仿真探索整个设计空间。
飞机环境控制系统 (ECS) 模型，用于调节压力、温度、湿度和臭氧，以保持客舱环境舒适、安全。
使用 MATLAB 自动执行任何任务
使用 MATLAB 自动执行任何任务，例如模型构建、参数化、测试、数据采集和后处理。为常用任务创建应用，提升整个工程团队的效率。
长管道中压力振荡图，对动态可压缩性和惯性效应进行了建模。
优化系统设计
使用 Simulink 在单一环境中集成控制算法、硬件设计和信号处理。应用优化算法为您的系统寻找最佳整体设计。
建筑物内通风管路模型。
缩短开发周期
使用测试和验证工具减少设计迭代次数，从而确保需求的完整性和一致性。通过在整个开发周期持续验证，确保达到系统级需求。
正压式医用呼吸机系统模型。
Heat Exchanger (TL-MA) 模块
对热流体与湿空气网络之间的热交换建模
Condenser Evaporator (TL-2P) 模块
对热流体与两相流体网络之间的热交换建模
Thermostatic Expansion Valve (2P) 模块
对制冷系统的冷凝器和蒸发器之间的压降建模
Two-Phase Fluid Properties 模块预设
从所提供的数据库中选择流体属性
源代码访问
查看 Simscape Fluids 模块的源代码
hydraulicToIsothermalLiquid 转换工具
将模型从液压域转换到等温液体域
关于这些特性和相应函数的详细信息，请参阅产品发布说明。
