Hydraulitekniikan jatkuvan kehityksen ja edistymisen myötä sen sovelluskentät ovat yhä laajempia. Siirto- ja ohjaustoimintojen loppuun saattamiseen käytetty hydraulijärjestelmä on yhä monimutkaisempi, ja sen järjestelmän joustavuuden ja erilaisten suorituskyvyn suhteen esitetään korkeammat vaatimukset. Kaikki nämä ovat tuoneet tarkempia ja syvempiä vaatimuksia nykyaikaisten hydraulisten järjestelmien suunnitteluun ja valmistukseen. Se ei ole kaukana yllä olevista vaatimuksista vain perinteistä järjestelmää käyttämällä toimilaitteen ennalta määritetyn toimintajakson ja täyttämään järjestelmän staattiset suorituskykyvaatimukset.
Siksi nykyaikaisten hydraulisten järjestelmien suunnitteluun osallistuneiden tutkijoiden on erittäin välttämätöntä tutkia hydraulisten siirto- ja ohjausjärjestelmien dynaamisia ominaisuuksia, ymmärtää ja hallita dynaamisia ominaisuuksia ja parametrien muutoksia hydraulisen järjestelmän työprosessissa, jotta voidaan parantaa ja parantaa edelleen hydrauliikkajärjestelmää. .
1. Hydraulijärjestelmän dynaamisten ominaisuuksien ydin
Hydraulijärjestelmän dynaamiset ominaisuudet ovat olennaisesti ominaisuuksia, joita hydraulijärjestelmä osoittaa alkuperäisen tasapainotilan menettämisen aikana ja saavuttaa uuden tasapainotilan. Lisäksi hydraulijärjestelmän alkuperäisen tasapainotilan rikkomiseen ja dynaamisen prosessin käynnistämiseen on kaksi pääasiallista syytä: yksi johtuu siirto- tai ohjausjärjestelmän prosessimuutoksesta; Toinen johtuu ulkoisista häiriöistä. Tässä dynaamisessa prosessissa jokainen hydraulijärjestelmän parametrimuuttuja muuttuu ajan myötä, ja tämän muutosprosessin suorituskyky määrittää järjestelmän dynaamisten ominaisuuksien laadun.
2. Hydraulisten dynaamisten ominaisuuksien tutkimusmenetelmä
Tärkeimmät menetelmät hydraulisten järjestelmien dynaamisten ominaisuuksien tutkimiseksi ovat funktioanalyysimenetelmä, simulointimenetelmä, kokeellinen tutkimusmenetelmä ja digitaalinen simulointimenetelmä.
2.1 Toimintoanalyysimenetelmä
Siirtofunktioanalyysi on tutkimusmenetelmä, joka perustuu klassiseen ohjausteoriaan. Hydraulisten järjestelmien dynaamisten ominaisuuksien analysointi klassisella ohjausteorialla on yleensä rajoitettu yhden tulpan ja yhden ulostulon lineaariseen järjestelmään. Yleensä järjestelmän matemaattinen malli määritetään ensin, ja sen inkrementaalinen muoto kirjoitetaan ja sitten Laplace -muunnos suoritetaan siten, että järjestelmän siirtofunktio saadaan, ja sitten järjestelmän siirtofunktio muunnetaan Bode -kaavioesitykseksi, joka on helppo analysoida intenitiivisesti. Lopuksi vasteominaisuudet analysoidaan Bode-kaaviossa vaihetaajuuskäyrän ja amplituditaajuuskäyrän kautta. Epälineaarisia ongelmia kohtaavat sen epälineaariset tekijät usein huomiotta tai yksinkertaistetaan lineaariseksi järjestelmään. Itse asiassa hydraulisilla järjestelmillä on usein monimutkaisia epälineaarisia tekijöitä, joten tällä menetelmällä on suuria analyysivirheitä analysoidessaan hydraulisten järjestelmien dynaamisia ominaisuuksia. Lisäksi siirtofunktioanalyysimenetelmä kohtelee tutkimusobjektia mustana laatikkona, keskittyy vain järjestelmän syötteeseen ja ulostulostaan eikä keskustele tutkimusobjektin sisäisestä tilasta.
Tila-avaruusanalyysimenetelmä on kirjoittaa matemaattinen malli tutkittavan hydraulijärjestelmän dynaamisesta prosessista tilayhtälönä, joka on ensimmäisen kertaluvun differentiaaliyhtälöjärjestelmä, joka edustaa kunkin valtion muuttujan ensimmäisen asteen johdannaista hydraulijärjestelmässä. Useiden muiden tilamuuttujien ja syöttömuuttujien funktio; Tämä toiminnallinen suhde voi olla lineaarinen tai epälineaarinen. Hydraulisen järjestelmän dynaamisen prosessin matemaattisen mallin kirjoittamiseksi tilan yhtälön muodossa yleisesti käytetty menetelmä on käyttää siirtofunktiota tilafunktioyhtälön saamiseksi tai korkeamman asteen differentiaaliyhtälöiden saamiseksi tilayhtälön saamiseksi, ja voimaloumakaaviota voidaan käyttää myös tilayhtälön luetelemiseen. Tämä analyysimenetelmä kiinnittää huomiota tutkitun järjestelmän sisäisiin muutoksiin ja pystyy käsittelemään moni-syöttö- ja moni-lähtöongelmia, mikä parantaa huomattavasti siirtofunktioanalyysimenetelmän puutteita.
Toimintoanalyysimenetelmä, joka sisältää siirtofunktioanalyysimenetelmän ja State Space -analyysimenetelmän, on ihmisille matemaattinen perusta ymmärtää ja analysoida hydraulijärjestelmän sisäisiä dynaamisia ominaisuuksia. Kuvaustoimintomenetelmää käytetään analyysiin, joten analyysivirheitä väistämättä tapahtuu, ja sitä käytetään usein yksinkertaisten järjestelmien analysoinnissa.
2.2 Simulaatiomenetelmä
Aikakaudella, jolloin tietotekniikka ei ollut vielä suosittu, analogisten tietokoneiden tai analogisten piirien käyttäminen hydraulisten järjestelmien dynaamisten ominaisuuksien simuloimiseksi ja analysoimiseksi oli myös käytännöllinen ja tehokas tutkimusmenetelmä. Analoginen tietokone syntyi ennen digitaalista tietokonetta, ja sen periaatteena on tutkia analogisen järjestelmän ominaisuuksia, jotka perustuvat samankaltaisuuteen erilaisten fyysisten määrien muuttuvien lakien matemaattisessa kuvauksessa. Sen sisäinen muuttuja on jatkuvasti muuttuva jännitemuuttuja, ja muuttujan toiminta perustuu jännitteen, virran ja komponenttien sähköominaisuuksien samanlaiseen toimintasuhteeseen piirissä.
Analogiset tietokoneet ovat erityisen sopivia tavallisten differentiaaliyhtälöiden ratkaisemiseen, joten niitä kutsutaan myös analogisten differentiaalianalysaattoreiksi. Suurin osa fyysisten järjestelmien dynaamisista prosesseista, mukaan lukien hydrauliset järjestelmät, ilmaistaan differentiaaliyhtälöiden matemaattisessa muodossa, joten analogiset tietokoneet ovat erittäin sopivia dynaamisten järjestelmien simulaatiotutkimukseen.
Kun simulointimenetelmä toimii, erilaiset laskentakomponentit on kytketty järjestelmän matemaattisen mallin mukaisesti ja laskelmat suoritetaan rinnakkain. Kunkin laskentakomponentin lähtöjännitteet edustavat järjestelmän vastaavia muuttujia. Suhteen edut. Tämän analyysimenetelmän päätarkoitus on kuitenkin tarjota sähköinen malli, jota voidaan käyttää kokeelliseen tutkimukseen sen sijaan, että saisi tarkan analyysin matemaattisista ongelmista, joten sillä on kohtalokas haitta alhaisesta laskentatarkkuudesta; Lisäksi sen analoginen piiri on rakenteessa usein monimutkainen, kestävä kyvylle häiritä ulkomaailmaa on erittäin huono.
2.3 Kokeellinen tutkimusmenetelmä
Kokeellinen tutkimusmenetelmä on välttämätön tutkimusmenetelmä hydraulijärjestelmän dynaamisten ominaisuuksien analysoimiseksi, etenkin kun käytännöllistä teoreettista tutkimusmenetelmää, kuten digitaalista simulointia, ei aikaisemmin ole, sitä voidaan analysoida vain kokeellisilla menetelmillä. Kokeellisen tutkimuksen avulla voimme intuitiivisesti ja todella ymmärtää hydraulijärjestelmän dynaamiset ominaisuudet ja niihin liittyvien parametrien muutokset, mutta hydraulijärjestelmän analyysillä kokeiden avulla on pitkän ajanjakson ja korkeiden kustannusten haitat.
Lisäksi monimutkaisessa hydraulisessa järjestelmässä jopa kokeneet insinöörit eivät ole täysin varmoja sen tarkasta matemaattisesta mallinnuksesta, joten sen dynaamisen prosessin oikean analyysin ja tutkimuksen tekeminen on mahdotonta. Rakennetun mallin tarkkuus voidaan tarkistaa tehokkaasti yhdistämismenetelmällä kokeen kanssa, ja oikean mallin määrittämiseksi voidaan antaa tarkistusehdotuksia; Samanaikaisesti näiden kahden tuloksia voidaan verrata simulaatiolla ja kokeellisella tutkimuksella samassa olosuhteissa analyysissä sen varmistamiseksi, että simulaatiovirheet ja kokeet ovat hallittavissa olevalla alueella, jotta tutkimusjaksoa voidaan lyhentää ja hyötyjä voidaan parantaa tehokkuuden ja laadun varmistamisen perusteella. Siksi nykypäivän kokeellista tutkimusmenetelmää käytetään usein välttämättömänä keinona verrata ja tarkistaa numeerisen simulaation tai muiden teoreettisten tutkimustulosten tärkeiden hydraulisten järjestelmien dynaamisten ominaisuuksien.
2.4 Digitaalinen simulaatiomenetelmä
Nykyaikaisen ohjausteorian eteneminen ja tietotekniikan kehittäminen ovat tuoneet uuden menetelmän hydraulisen järjestelmän dynaamisten ominaisuuksien tutkimiseksi, toisin sanoen digitaalisen simulointimenetelmän. Tässä menetelmässä hydraulisen järjestelmäprosessin matemaattinen malli määritetään ensin ja ilmaistaan tilayhtälöllä, ja sitten tietokoneella saadaan järjestelmän kunkin järjestelmän päämuuttujan aika-verkkotunnusratkaisu.
Digitaalinen simulointimenetelmä sopii sekä lineaarisiin että epälineaarisiin järjestelmiin. Se voi simuloida järjestelmän parametrien muutoksia minkä tahansa syöttöfunktion toiminnassa ja saada sitten suora ja kattava käsitys hydraulijärjestelmän dynaamisesta prosessista. Hydraulijärjestelmän dynaaminen suorituskyky voidaan ennustaa ensimmäisessä vaiheessa, jotta suunnittelutuloksia voidaan verrata, varmistaa ja parantaa ajan myötä, mikä voi tehokkaasti varmistaa, että suunniteltuun hydrauliseen järjestelmään on hyvä työsuorituskyky ja korkea luotettavuus. Verrattuna muihin hydraulisen dynaamisen suorituskyvyn tutkimiseen ja menetelmiin digitaalisella simulaatiotekniikalla on tarkkuuden, luotettavuuden, vahvan sopeutumiskyvyn, lyhyen syklin ja taloudellisten säästöjen edut. Siksi digitaalista simulointimenetelmää on käytetty laajasti hydraulisen dynaamisen suorituskyvyn tutkimuksen alalla.
3. Hydraulisten dynaamisten ominaisuuksien tutkimusmenetelmien kehityssuunta
Digitaalisen simulointimenetelmän teoreettisen analyysin avulla, yhdistettynä tutkimusmenetelmään kokeellisten tulosten vertaamiseksi ja todentamiseksi siitä on tullut valtavirran menetelmä hydraulisten dynaamisten ominaisuuksien tutkimiseksi. Lisäksi digitaalisen simulaatiotekniikan paremmuuden vuoksi hydraulisia dynaamisia ominaisuuksia koskevan tutkimuksen kehittäminen integroituu tiiviisti digitaalisen simulaatiotekniikan kehittämiseen. Hydraulijärjestelmän mallinnusteorian ja niihin liittyvien algoritmien perusteellinen tutkimus sekä hydraulisen järjestelmän simulointiohjelmiston kehittäminen, joka on helppo mallintaa, jotta hydrauliset teknikot voivat omistaa enemmän energiaa hydraulisen järjestelmän olennaisen työn tutkimukseen hydraulisten dynaamisten ominaispiirteiden tutkimuksen alan kehittämisessä. Yksi suunnista.
Lisäksi nykyaikaisten hydraulisten järjestelmien koostumuksen monimutkaisuus on usein mukana niiden dynaamisten ominaisuuksien tutkimuksessa. Voidaan nähdä, että hydraulijärjestelmän dynaaminen analyysi on joskus kattava analyysi ongelmista, kuten sähkömekaaninen hydrauliikka. Siksi yleisen hydraulisen simulointiohjelmiston kehittämisestä yhdistettynä simulaatioohjelmiston vastaaviin etuihin eri tutkimusaloilla hydraulisten järjestelmien moniulotteisen yhteisen simulaation saavuttamiseksi on tullut nykyisen hydraulisen dynaamisen ominaisuuksien tutkimusmenetelmän tärkein kehityssuunta.
Nykyaikaisen hydraulijärjestelmän suorituskykyvaatimusten parantamisen myötä perinteinen hydraulinen järjestelmä täydentää toimilaitteen ennalta määritetyn toimintajakson ja täyttää järjestelmän staattiset suorituskykyvaatimukset eivät enää täytä vaatimuksia, joten on välttämätöntä tutkia hydraulijärjestelmän dynaamisia ominaisuuksia.
Hydraulijärjestelmän dynaamisten ominaisuuksien dynaamisten ominaisuuksien ydinasetuksen perusteella tämä artikkeli esittelee yksityiskohtaisesti neljä päämenetelmää hydraulijärjestelmän dynaamisten ominaisuuksien tutkimiseksi, mukaan lukien funktioanalyysimenetelmä, simulointimenetelmä, kokeellinen tutkimusmenetelmä ja digitaalinen simulaatiomenetelmä sekä niiden edut ja haitat. On todettu, että hydraulisen järjestelmän simulointiohjelmiston kehittäminen, joka on helppo mallintaa ja monen domeenin simulointiohjelmiston yhteinen simulointi ovat tulevaisuuden hydraulisten dynaamisten ominaisuuksien tutkimusmenetelmän tärkein kehityssuuntaa.
Viestin aika: tammikuu 17-2023