Tęsdamas hidraulinių technologijų plėtrą ir progresą, jos taikymo laukai tampa vis platesni. Hidraulinė sistema, naudojama transmisijos ir valdymo funkcijoms atlikti, tampa vis sudėtingesnė, o aukštesni reikalavimai pateikiami jos sistemos lankstumui ir įvairioms našumams. Visa tai sukėlė tikslesnius ir gilesnius reikalavimus kurti ir gaminti modernias hidraulines sistemas. Tai toli gražu nėra galimybė atitikti aukščiau išvardintus reikalavimus tik naudojant tradicinę sistemą, kad būtų galima užbaigti iš anksto nustatytą pavaros veikimo ciklą ir atitikti statinius sistemos veikimo reikalavimus.
Todėl tyrėjams, užsiimantiems šiuolaikinių hidraulinių sistemų projektavimu, labai reikia ištirti hidraulinės perdavimo ir valdymo sistemų dinamines savybes, suprasti ir įvaldyti dinamines charakteristikas ir parametrų pokyčius hidraulinės sistemos darbo procese, kad būtų toliau tobulinama ir tobulinama hidraulinė sistema. .
1. Hidraulinės sistemos dinaminių charakteristikų esmė
Hidraulinės sistemos dinaminės charakteristikos iš esmės yra charakteristikos, kurias hidraulinė sistema pasižymi praradus savo pradinę pusiausvyros būseną ir pasiekia naują pusiausvyros būseną. Be to, yra dvi pagrindinės priežastys, dėl kurių galima nutraukti originalią hidraulinės sistemos pusiausvyros būseną ir suaktyvinti jo dinaminį procesą: vieną sukelia perdavimo ar valdymo sistemos proceso pakeitimas; Kitą sukelia išoriniai trukdžiai. Šiame dinaminiame procese kiekvienas hidraulinės sistemos parametrų kintamasis keičiasi laikui bėgant, o šio pokyčio proceso veikimas lemia sistemos dinaminių charakteristikų kokybę.
2. Hidraulinių dinaminių charakteristikų tyrimo metodas
Pagrindiniai hidraulinių sistemų dinaminių charakteristikų tyrimo metodai yra funkcijų analizės metodas, modeliavimo metodas, eksperimentinio tyrimo metodas ir skaitmeninio modeliavimo metodas.
2.1 Funkcijų analizės metodas
Perdavimo funkcijos analizė yra tyrimo metodas, pagrįstas klasikinės kontrolės teorija. Išanalizavus hidraulinių sistemų dinamines savybes su klasikinės kontrolės teorija, paprastai apsiriboja vienkartinės ir vienos išvesties linijinėmis sistemomis. Paprastai pirmiausia nustatomas matematinis sistemos modelis, o jos papildoma forma yra parašyta, tada atliekama Laplaso transformacija, kad būtų gauta sistemos perdavimo funkcija, o tada sistemos perdavimo funkcija paverčiama Bode diagramos vaizdavimu, kurį lengva analizuoti intuityviai. Galiausiai atsako charakteristikos analizuojamos naudojant fazės ir dažnio kreivę ir amplitudės ir dažnio kreivę Bode diagramoje. Kai susiduria su netiesinėmis problemomis, jo netiesiniai veiksniai dažnai ignoruojami ar supaprastinami į linijinę sistemą. Tiesą sakant, hidraulinės sistemos dažnai turi sudėtingus netiesinius veiksnius, todėl šiuo metodu analizuojant hidraulinių sistemų dinamines charakteristikas yra didelės analizės klaidos. Be to, perkėlimo funkcijos analizės metodas traktuoja tyrimo objektą kaip juodą dėžę, daugiausia dėmesio skiria sistemos įvedimui ir išvestims ir neaptaria tyrimo objekto vidinės būsenos.
Būsenos erdvės analizės metodas yra parašyti tiriamo hidraulinės sistemos dinaminio proceso matematinį modelį kaip būsenos lygtį, kuri yra pirmosios eilės diferencialinės lygties sistema, parodanti kiekvienos hidraulinės sistemos kintamojo pirmosios eilės išvestines. Kelių kitų būsenos kintamųjų ir įvesties kintamųjų funkcija; Šis funkcinis ryšys gali būti tiesinis arba netiesinis. Norint parašyti matematinį hidraulinės sistemos dinaminio proceso modelį kaip būsenos lygtį, dažniausiai naudojamas metodas yra naudoti perdavimo funkciją, norint gauti būsenos funkcijos lygtį, arba naudoti aukštesnės eilės diferencialinę lygtį būsenos lygčiai išvesti, o galios jungties diagrama taip pat gali būti naudojama būsenos lygiui išvardyti. Šis analizės metodas atkreipia dėmesį į ištirtos sistemos vidinius pokyčius ir gali spręsti daugialypės ir daugialypės galimybės problemas, o tai žymiai pagerina perdavimo funkcijos analizės metodo trūkumus.
Funkcijų analizės metodas, įskaitant perdavimo funkcijos analizės metodą ir būsenos erdvės analizės metodą, yra matematinis pagrindas žmonėms suprasti ir analizuoti hidraulinės sistemos vidines dinamines charakteristikas. Aprašymo funkcijos metodas naudojamas analizei, todėl neišvengiamai įvyksta analizės klaidos, ir jis dažnai naudojamas analizuojant paprastas sistemas.
2.2 Modeliavimo metodas
ERA, kai kompiuterinės technologijos dar nebuvo populiari, naudojant analoginius kompiuterius ar analogines grandines, kad būtų galima modeliuoti ir analizuoti hidraulinių sistemų dinamines savybes, taip pat buvo praktinis ir efektyvus tyrimo metodas. Analoginis kompiuteris gimė prieš skaitmeninį kompiuterį, o jo principas yra ištirti analoginės sistemos charakteristikas, remiantis skirtingų fizinių dydžių besikeičiančių dėsnių matematinio aprašymo panašumu. Jo vidinis kintamasis yra nuolat kintantis įtampos kintamasis, o kintamojo veikimas grindžiamas panašiu įtampos, srovės ir komponentų elektrinių charakteristikų veikimo ryšiu grandinėje.
Analoginiai kompiuteriai yra ypač tinkami įprastoms diferencialinėms lygtims išspręsti, todėl jie taip pat vadinami analoginiais diferencialiniais analizatoriais. Daugelis fizinių sistemų, įskaitant hidraulines sistemas, dinaminių procesų yra išreiškiami diferencialinių lygčių matematine forma, todėl analoginiai kompiuteriai yra labai tinkami dinaminių sistemų modeliavimo tyrimams.
Kai modeliavimo metodas veikia, įvairūs skaičiavimo komponentai yra sujungti pagal matematinį sistemos modelį, o skaičiavimai atliekami lygiagrečiai. Kiekvieno skaičiavimo komponento išėjimo įtampos žymi atitinkamus sistemos kintamuosius. Santykių pranašumai. Tačiau pagrindinis šio analizės metodo tikslas yra pateikti elektroninį modelį, kuris gali būti naudojamas eksperimentiniams tyrimams, o ne gauti tikslią matematinių problemų analizę, todėl jis turi mirtiną mažo skaičiavimo tikslumo trūkumą; Be to, jos analoginė grandinė dažnai būna sudėtinga struktūra, atspari gebėjimui trukdyti išoriniam pasauliui yra ypač prasta.
2.3 Eksperimentinio tyrimo metodas
Eksperimentinio tyrimo metodas yra nepakeičiamas tyrimo metodas hidraulinės sistemos dinaminėms charakteristikoms analizuoti, ypač kai praeityje nėra praktinio teorinio tyrimo metodo, tokio kaip skaitmeninis modeliavimas, jį galima analizuoti tik eksperimentiniais metodais. Atlikdami eksperimentinius tyrimus, mes galime intuityviai ir iš tikrųjų suprasti hidraulinės sistemos dinamines savybes ir susijusių parametrų pokyčius, tačiau hidraulinės sistemos analizė atliekant eksperimentus turi ilgo laikotarpio ir didelių išlaidų trūkumus.
Be to, sudėtingoje hidraulinėje sistemoje net patyrę inžinieriai nėra visiškai tikri dėl tikslaus matematinio modeliavimo, todėl neįmanoma atlikti teisingos analizės ir jo dinaminio proceso tyrimų. Sukurto modelio tikslumą galima veiksmingai patikrinti naudojant derinimo metodą su eksperimentu, ir norint nustatyti teisingą modelį, galima pateikti peržiūros pasiūlymus; Tuo pačiu metu jų dviejų rezultatų galima palyginti modeliuojant ir eksperimentinius tyrimus tomis pačiomis sąlygomis analizėje, siekiant užtikrinti, kad modeliavimo ir eksperimentų klaidos būtų kontroliuojamo diapazono, kad tyrimų ciklas galėtų būti sutrumpintas, o naudą galima patobulinti remiantis efektyvumu ir kokybe. Todėl šiandienos eksperimentinio tyrimo metodas dažnai naudojamas kaip būtina priemonė palyginti ir patikrinti svarbių hidraulinės sistemos dinaminių charakteristikų modeliavimą ar kitus teorinius tyrimų rezultatus.
2.4 Skaitmeninio modeliavimo metodas
Šiuolaikinės kontrolės teorijos eiga ir kompiuterinės technologijos kūrimas atnešė naują hidraulinės sistemos dinaminių charakteristikų tyrimo metodą, tai yra, skaitmeninį modeliavimo metodą. Šiuo metodu pirmiausia nustatomas hidraulinės sistemos proceso matematinis modelis ir išreiškiamas būsenos lygtimi, o po to kompiuteryje gaunamas kiekvieno pagrindinio sistemos kintamojo laiko domeno sprendimas.
Skaitmeninio modeliavimo metodas tinka tiek linijinėms, tiek netiesinėms sistemoms. Tai gali modeliuoti sistemos parametrų pokyčius veikiant bet kuriai įvesties funkcijai, tada gauti tiesioginį ir išsamų hidraulinės sistemos dinaminio proceso supratimą. Dinaminį hidraulinės sistemos veikimą galima numatyti pirmame etape, kad būtų galima palyginti, patikrinti ir patobulinti projektavimo rezultatus, o tai gali veiksmingai užtikrinti, kad suprojektuota hidraulinė sistema pasižymi geru darbo našumu ir dideliu patikimumu. Palyginti su kitomis hidraulinio dinaminio našumo tyrimo priemonėmis ir metodais, skaitmeninio modeliavimo technologija turi tikslumo, patikimumo, tvirto pritaikomumo, trumpo ciklo ir ekonomiškumo taupymo pranašumus. Todėl skaitmeninio modeliavimo metodas buvo plačiai naudojamas hidraulinio dinaminio našumo tyrimų srityje.
3. Hidraulinių dinaminių charakteristikų tyrimo metodų kūrimo kryptis
Teorine skaitmeninio modeliavimo metodo analize kartu su tyrimo metodu, kaip palyginti ir patikrinti eksperimentinius rezultatus, jis tapo pagrindiniu hidraulinių dinaminių charakteristikų tyrimo metodu. Be to, dėl skaitmeninio modeliavimo technologijos pranašumo, hidraulinių dinaminių charakteristikų tyrimų kūrimas bus glaudžiai integruotas į skaitmeninės modeliavimo technologijos kūrimą. Išsamus hidraulinės sistemos modeliavimo teorijos ir susijusių algoritmų tyrimas ir hidraulinės sistemos modeliavimo programinės įrangos, kurią lengva modeliuoti, kūrimas, todėl hidrauliniai technikai galėtų skirti daugiau energijos esminio hidraulinės sistemos darbo tyrimams. Viena iš krypčių.
Be to, tiriant jų dinamines savybes, dažnai susijusios su šiuolaikinių hidraulinių sistemų sudėtingumu, mechaninių, elektrinių ir net pneumatinių problemų. Galima pastebėti, kad dinaminė hidraulinės sistemos analizė kartais yra išsami problemų, tokių kaip elektromechaninė hidraulika, analizė. Todėl universalios hidraulinės modeliavimo programinės įrangos kūrimas kartu su atitinkamais modeliavimo programinės įrangos pranašumais skirtingose tyrimų srityse, siekiant pasiekti daugialypį hidraulinių sistemų sąnarių modeliavimą, tapo pagrindine dabartinio hidraulinių dinaminių charakteristikos tyrimų metodų vystymosi kryptimi.
Tobulinant šiuolaikinės hidraulinės sistemos našumo reikalavimus, tradicinė hidraulinė sistema, skirta užbaigti iš anksto nustatytą pavaros veikimo ciklą ir atitikti statinius sistemos veikimo reikalavimus, nebegali atitikti reikalavimų, todėl būtina ištirti hidraulinės sistemos dinamines savybes.
Remiantis hidraulinės sistemos dinaminių charakteristikų tyrimų išaiškinti, šiame darbe išsamiai pristatomi keturi pagrindiniai hidraulinės sistemos dinaminių charakteristikų tyrimo metodai, įskaitant funkcijų analizės metodą, modeliavimo metodą, eksperimentinio tyrimo metodą ir skaitmeninio modeliavimo metodą bei jų privalumus ir trūkumus. Pažymėtina, kad hidraulinės sistemos modeliavimo programinės įrangos, kurią lengva modeliuoti, kūrimas, o daugialypės srities modeliavimo programinės įrangos jungtinis modeliavimas yra pagrindinės hidraulinių dinaminių charakteristikų tyrimo metodo kūrimo kryptys ateityje.
Pašto laikas: 2012 m. Sausio-17 d