A hidraulikus technológia folyamatos fejlesztésével és fejlődésével az alkalmazási területek egyre szélesebb körűek. Az átviteli és vezérlési funkciók befejezéséhez használt hidraulikus rendszer egyre összetettebbé válik, és magasabb követelményeket tesznek a rendszer rugalmasságára és a különféle teljesítményekre. Mindez pontosabb és mélyebb követelményeket hozott a modern hidraulikus rendszerek tervezéséhez és gyártásához. Ez messze nem felel meg a fenti követelményeknek, csak a hagyományos rendszer használatával, hogy befejezze a működtető előre meghatározott cselekvési ciklusát, és megfeleljen a rendszer statikus teljesítménykövetelményeinek.
Ezért a modern hidraulikus rendszerek tervezésében részt vevő kutatók számára nagyon szükséges a hidraulikus átviteli és vezérlőrendszerek dinamikus tulajdonságainak tanulmányozása, megérteni és elsajátítani a hidraulikus rendszer működési folyamatának dinamikus tulajdonságait és paraméter -változásait, hogy tovább javítsa és tökéletesítse a hidraulikus rendszert. -
1. A hidraulikus rendszer dinamikus tulajdonságainak lényege
A hidraulikus rendszer dinamikus tulajdonságai alapvetően azok a jellemzők, amelyeket a hidraulikus rendszer mutat az eredeti egyensúlyi állapot elvesztése és az új egyensúlyi állapot elérése során. Ezenkívül két fő oka van a hidraulikus rendszer eredeti egyensúlyi állapotának megsértésének és annak dinamikus folyamatának kiváltásának: az egyiket az átviteli vagy a vezérlőrendszer folyamatának megváltoztatása okozza; A másikat a külső beavatkozás okozza. Ebben a dinamikus folyamatban a hidraulikus rendszer minden paraméterváltozója idővel változik, és ennek a változási folyamatnak a teljesítménye meghatározza a rendszer dinamikus tulajdonságainak minőségét.
2. A hidraulikus dinamikus jellemzők kutatási módszere
A hidraulikus rendszerek dinamikus tulajdonságainak tanulmányozásának fő módszerei a funkcióelemzési módszer, a szimulációs módszer, a kísérleti kutatási módszer és a digitális szimulációs módszer.
2.1 Function Analysis módszer
A transzferfunkciós elemzés egy klasszikus kontroll elméleten alapuló kutatási módszer. A hidraulikus rendszerek klasszikus kontrollelmélettel rendelkező dinamikus tulajdonságainak elemzése általában az egybeeső és az egy-egy-output lineáris rendszerekre korlátozódik. Általában a rendszer matematikai modelljét először hozták létre, és annak növekményes formáját megírják, majd a Laplace -transzformációt végezzük úgy, hogy a rendszer átviteli funkcióját megkapjuk, majd a rendszer átviteli funkcióját olyan bode -diagram ábrázolássá alakítják, amelyet az intuitív elemzés könnyen elemezhet. Végül, a válasz jellemzőit a fázis-frekvenciájú görbén és az amplitúdó-frekvencia görbén keresztül elemezzük a Bode-diagramban. Ha nemlineáris problémákkal szembesül, akkor a nemlineáris tényezőket gyakran figyelmen kívül hagyják vagy egyszerűsítik egy lineáris rendszerré. Valójában a hidraulikus rendszerek gyakran komplex nemlineáris tényezőkkel rendelkeznek, tehát nagy elemzési hibák vannak a hidraulikus rendszerek dinamikus tulajdonságainak elemzésében ezzel a módszerrel. Ezenkívül az átviteli funkció elemzési módszer a kutatási objektumot fekete dobozként kezeli, csak a rendszer bemenetére és kimenetére összpontosít, és nem tárgyalja a kutatási objektum belső állapotát.
Az állapottér-elemzési módszer az, hogy a vizsgált hidraulikus rendszer dinamikus folyamatának matematikai modelljét írja be, mint állami egyenlet, amely egy elsőrendű differenciál-egyenletrendszer, amely a hidraulikus rendszerben az egyes állapotváltozók elsőrendű származékát képviseli. Számos más állapotváltozó és bemeneti változók függvénye; Ez a funkcionális kapcsolat lehet lineáris vagy nemlineáris. A hidraulikus rendszer dinamikus folyamatának matematikai modelljének írásához az állapot egyenlet formájában, az általánosan alkalmazott módszer az, hogy az átviteli funkciót használja az állapotfüggvény egyenletének levezetésére, vagy a magasabb rendű differenciálegyenlet felhasználásával az állapot egyenletének meghatározására, és az energiatartalmú diagram felhasználható az állapot egyenlet felsorolására is. Ez az elemzési módszer figyelmet fordít a kutatott rendszer belső változásaira, és képes kezelni a multi-bemeneti és több kimeneti problémákat, ami jelentősen javítja a transzfer funkció elemzési módszerének hiányosságait.
A funkcióelemzési módszer, amely magában foglalja az átviteli funkció elemzési módszert és az állapot tér -elemzési módszerét, az emberek matematikai alapja a hidraulikus rendszer belső dinamikus tulajdonságainak megértéséhez és elemzéséhez. Az elemzéshez a Leírás funkció módszerét használják, így az elemzési hibák elkerülhetetlenül fordulnak elő, és gyakran használják az egyszerű rendszerek elemzéséhez.
2.2 Szimulációs módszer
A korszakban, amikor a számítógépes technológia még nem volt népszerű, az analóg számítógépek vagy analóg áramkörök használata a hidraulikus rendszerek dinamikus tulajdonságainak szimulálására és elemzésére szintén gyakorlati és hatékony kutatási módszer volt. Az analóg számítógép a digitális számítógép előtt született, és alapelve az, hogy megvizsgálja az analóg rendszer jellemzőit a különböző fizikai mennyiségek változó törvényeinek matematikai leírásának hasonlósága alapján. Belső változója egy folyamatosan változó feszültségváltozó, és a változó működése az áramkör feszültségének, áramának és alkatrészeinek elektromos jellemzőinek hasonló működési kapcsolatán alapul.
Az analóg számítógépek különösen alkalmasak a szokásos differenciálegyenletek megoldására, tehát analóg differenciális elemzőknek is nevezik. A fizikai rendszerek dinamikus folyamatainak többsége, beleértve a hidraulikus rendszereket, a differenciálegyenletek matematikai formájában fejeződik ki, tehát az analóg számítógépek nagyon alkalmasak a dinamikus rendszerek szimulációs kutatására.
Amikor a szimulációs módszer működik, a különféle számítástechnikai komponenseket a rendszer matematikai modellje szerint csatlakoztatják, és a számításokat párhuzamosan végezzük. Az egyes számítástechnikai komponensek kimeneti feszültségei a rendszer megfelelő változókat képviselik. A kapcsolat előnyei. Ennek az elemzési módszernek a fő célja azonban egy elektronikus modell biztosítása, amely felhasználható a kísérleti kutatáshoz, ahelyett, hogy a matematikai problémák pontos elemzését kapja, tehát az alacsony számítási pontosság végzetes hátránya; Ezenkívül az analóg áramköre szerkezetük gyakran összetett, ellenálló a külvilágba való beavatkozás képességével szemben rendkívül gyenge.
2.3 Kísérleti kutatási módszer
A kísérleti kutatási módszer nélkülözhetetlen kutatási módszer a hidraulikus rendszer dinamikus tulajdonságainak elemzésére, különösen akkor, ha a múltban nincs olyan gyakorlati elméleti kutatási módszer, mint a digitális szimuláció, csak kísérleti módszerekkel lehet elemezni. Kísérleti kutatások révén intuitív módon és valóban megérthetjük a hidraulikus rendszer dinamikus tulajdonságait és a kapcsolódó paraméterek változásait, ám a hidraulikus rendszer kísérletek útján történő elemzésének hátrányai a hosszú időszak hátrányai és a magas költségek.
Ezenkívül a komplex hidraulikus rendszer esetében a tapasztalt mérnökök sem teljesen biztosak a pontos matematikai modellezésben, ezért lehetetlen helyes elemzést és kutatást végezni annak dinamikus folyamatáról. A beépített modell pontossága hatékonyan igazolható a kísérlet és a kísérlet módszerével, és a felülvizsgálatra vonatkozó javaslatokat fel lehet nyújtani a helyes modell létrehozásához; Ugyanakkor a kettő eredményeit összehasonlíthatjuk szimulációval és kísérleti kutatásokkal azonos feltételek elemzésével, annak biztosítása érdekében, hogy a szimuláció és a kísérletek hibái a szabályozható tartományon belül legyenek, hogy a kutatási ciklus lerövidülhessen, és az előnyök javulhassanak a hatékonyság és a minőség biztosítása alapján. Ezért a mai kísérleti kutatási módszert gyakran használják szükséges eszközként a fontos hidraulikus rendszer dinamikus jellemzőinek numerikus szimulációjának vagy más elméleti kutatási eredményeinek összehasonlításához és ellenőrzéséhez.
2.4 Digitális szimulációs módszer
A modern kontrollelmélet előrehaladása és a számítógépes technológia fejlesztése új módszert hozott a hidraulikus rendszer dinamikus tulajdonságainak, azaz a digitális szimulációs módszernek a tanulmányozására. Ebben a módszerben először állapítják meg a hidraulikus rendszer folyamatának matematikai modelljét, és az állami egyenlettel fejezik ki, majd a rendszer minden fő változójának időtartam-oldatát a dinamikus folyamatban kapjuk a számítógépen.
A digitális szimulációs módszer mind lineáris, mind nemlineáris rendszerekhez is alkalmas. Szimulálhatja a rendszerparaméterek változásait bármely bemeneti funkció hatására, majd közvetlen és átfogó megértést kap a hidraulikus rendszer dinamikus folyamatáról. A hidraulikus rendszer dinamikus teljesítménye az első szakaszban megjósolható, így a tervezési eredmények összehasonlíthatók, ellenőrizhetők és javíthatók időben, ami hatékonyan biztosítja, hogy a tervezett hidraulikus rendszer jó működési teljesítményt és nagy megbízhatóságot biztosítson. A hidraulikus dinamikus teljesítmény tanulmányozásának más eszközeivel és módszereivel összehasonlítva a digitális szimulációs technológiával a pontosság, a megbízhatóság, az erős alkalmazkodóképesség, a rövid ciklus és a gazdasági megtakarítás előnyei vannak. Ezért a digitális szimulációs módszert széles körben alkalmazták a hidraulikus dinamikus teljesítmény -kutatás területén.
3. A hidraulikus dinamikus jellemzők kutatási módszereinek fejlesztési iránya
A digitális szimulációs módszer elméleti elemzésével, a kísérleti eredmények összehasonlításának és ellenőrzésének kutatási módszerével kombinálva ez lett a mainstream módszer a hidraulikus dinamikus jellemzők tanulmányozására. Ezenkívül a digitális szimulációs technológia fölénye miatt a hidraulikus dinamikus jellemzőkkel kapcsolatos kutatások fejlesztése szorosan integrálódik a digitális szimulációs technológia fejlesztéséhez. A hidraulikus rendszer modellezési elméletének és kapcsolódó algoritmusainak, valamint a hidraulikus rendszer alapvető munkájának kutatására a hidraulikus dinamikus jellemzők kutatásának fejlesztése a hidraulikus rendszer modellezésének elméletének és kapcsolódó algoritmusainak, valamint a hidraulikus rendszer alapvető munkájának kutatására. Az egyik irány.
Ezenkívül a modern hidraulikus rendszerek összetételének összetettségére tekintettel a mechanikus, elektromos és még pneumatikus kérdéseket gyakran részt veszik dinamikus tulajdonságaik tanulmányozásában. Látható, hogy a hidraulikus rendszer dinamikus elemzése néha olyan problémák átfogó elemzése, mint például az elektromechanikai hidraulika. Ezért az univerzális hidraulikus szimulációs szoftverek kifejlesztése, a szimulációs szoftverek megfelelő előnyeivel kombinálva a különböző kutatási területeken, a hidraulikus rendszerek többdimenziós ízületi szimulációjának elérése érdekében a jelenlegi hidraulikus dinamikus jellemzők kutatási módszerének fő fejlesztési irányává vált.
A modern hidraulikus rendszer teljesítménykövetelményeinek javításával a hagyományos hidraulikus rendszer a működtető előre meghatározott cselekvési ciklusának befejezéséhez és a rendszer statikus teljesítményigényeinek való megfeleléshez már nem felel meg a követelményeknek, ezért elengedhetetlen a hidraulikus rendszer dinamikus tulajdonságainak tanulmányozása.
A hidraulikus rendszer dinamikus tulajdonságaival kapcsolatos kutatás lényegének magyarázata alapján ez a cikk részletesen bemutatja a hidraulikus rendszer dinamikus tulajdonságainak tanulmányozásának négy fő módszerét, beleértve a funkcióelemzési módszert, a szimulációs módszert, a kísérleti kutatási módszert és a digitális szimulációs módszert, valamint azok előnyeit és fogyatékosságát. Hangsúlyozzuk, hogy a hidraulikus rendszer-szimulációs szoftverek fejlesztése, amelyeket könnyen modellezhetnek, és a multi-domain szimulációs szoftver közös szimulációja a hidraulikus dinamikus tulajdonságok kutatási módszerének fő fejlesztési iránya a jövőben.
A postai idő: január-17-2023