A hidraulikus technológia folyamatos fejlődésével és fejlődésével alkalmazási területei egyre szélesebbek.Az erőátviteli és vezérlési funkciók elvégzésére szolgáló hidraulikus rendszer egyre összetettebbé válik, és egyre magasabb követelményeket támasztanak a rendszer rugalmasságával és különböző teljesítményeivel szemben.Mindezek pontosabb és mélyebb követelményeket támasztanak a modern hidraulikus rendszerek tervezésével és gyártásával szemben.A fenti követelményeket távolról sem tudja csak a hagyományos rendszer használatával teljesíteni, hogy teljesítse az aktuátor előre meghatározott működési ciklusát és teljesítse a rendszer statikus teljesítménykövetelményeit.
Ezért a modern hidraulikus rendszerek tervezésével foglalkozó kutatók számára nagyon szükséges a hidraulikus erőátviteli és vezérlőrendszerek dinamikus jellemzőinek tanulmányozása, a hidraulikus rendszer munkafolyamatának dinamikus jellemzőinek és paraméterváltozásainak megértése és elsajátítása, hogy tovább javítja és tökéletesíti a hidraulikus rendszert..
1. A hidraulikus rendszer dinamikus jellemzőinek lényege
A hidraulikus rendszer dinamikus jellemzői lényegében azok a jellemzők, amelyeket a hidraulikus rendszer az eredeti egyensúlyi állapot elvesztése és új egyensúlyi állapot elérése során mutat.Továbbá két fő oka van a hidraulikus rendszer eredeti egyensúlyi állapotának megtörésének és dinamikus folyamatának beindításának: az egyik oka a sebességváltó vagy a vezérlőrendszer folyamatváltozása;a másikat külső interferencia okozza.Ebben a dinamikus folyamatban a hidraulikus rendszerben minden paraméterváltozó idővel változik, és ennek a változási folyamatnak a teljesítménye határozza meg a rendszer dinamikus jellemzőinek minőségét.
2. Hidraulikus dinamikai jellemzők kutatási módszere
A hidraulikus rendszerek dinamikus jellemzőinek vizsgálatának fő módszerei a funkcióelemzési módszer, a szimulációs módszer, a kísérleti kutatási módszer és a digitális szimulációs módszer.
2.1 Funkcióelemzési módszer
A transzferfüggvény-elemzés a klasszikus szabályozáselméletre épülő kutatási módszer.A hidraulikus rendszerek dinamikus jellemzőinek elemzése a klasszikus vezérléselmélettel általában az egybemenetes és egykimenetes lineáris rendszerekre korlátozódik.Általában először a rendszer matematikai modelljét hozzuk létre, és írjuk fel a növekményes alakját, majd hajtjuk végre a Laplace-transzformációt, így megkapjuk a rendszer átviteli függvényét, majd a rendszer átviteli függvényét Bode-dá alakítjuk. diagramábrázolás, amelyet intuitív módon könnyű elemezni.Végül a válaszjellemzőket a fázis-frekvencia görbe és az amplitúdó-frekvencia görbe segítségével elemzik a Bode diagramban.Amikor nemlineáris problémákkal találkozunk, a nemlineáris tényezőket gyakran figyelmen kívül hagyják, vagy lineáris rendszerré egyszerűsítik.Valójában a hidraulikus rendszerek gyakran összetett nemlineáris tényezőkkel rendelkeznek, így a hidraulikus rendszerek dinamikus jellemzőinek ezzel a módszerrel történő elemzésekor nagy elemzési hibák vannak.Ezen túlmenően az átviteli függvény elemzési módszer a kutatási objektumot fekete dobozként kezeli, csak a rendszer bemenetére és kimenetére fókuszál, és nem tárgyalja a kutatási objektum belső állapotát.
Az állapottér-elemzési módszer a vizsgált hidraulikus rendszer dinamikus folyamatának matematikai modelljének állapotegyenletként való felírása, amely egy elsőrendű differenciálegyenlet-rendszer, amely a hidraulikus rendszerben lévő egyes állapotváltozók elsőrendű deriváltját reprezentálja. rendszer.Számos egyéb állapotváltozó és bemeneti változó függvénye;ez a funkcionális kapcsolat lehet lineáris vagy nemlineáris.Egy hidraulikus rendszer dinamikus folyamatának matematikai modelljének állapotegyenlet formájában történő megírásához az általánosan használt módszer az, hogy az átviteli függvényt használjuk az állapotfüggvény egyenletének származtatására, vagy a magasabb rendű differenciálegyenletet használjuk a állapotegyenletet, és az állapotegyenlet felsorolására a teljesítmény kötés diagram is használható.Ez az elemzési módszer figyelmet fordít a vizsgált rendszer belső változásaira, és képes kezelni a több bemenetes és több kimenetes problémákat, ami nagymértékben javítja az átviteli függvény elemzési módszer hiányosságait.
A függvényelemzési módszer, amely magában foglalja az átviteli függvényelemzési módszert és az állapottérelemzési módszert, a matematikai alapja annak, hogy az emberek megértsék és elemezzék a hidraulikus rendszer belső dinamikus jellemzőit.Az elemzéshez a leírásfüggvény módszert használják, így elkerülhetetlenül előfordulnak elemzési hibák, és gyakran használják egyszerű rendszerek elemzésénél.
2.2 Szimulációs módszer
Abban a korszakban, amikor a számítástechnika még nem volt népszerű, az analóg számítógépek vagy analóg áramkörök használata a hidraulikus rendszerek dinamikus jellemzőinek szimulálására és elemzésére szintén praktikus és hatékony kutatási módszer volt.Az analóg számítógép a digitális számítógép előtt született, és alapelve az analóg rendszer jellemzőinek vizsgálata a különböző fizikai mennyiségek változó törvényeinek matematikai leírásában való hasonlóság alapján.Belső változója egy folyamatosan változó feszültségváltozó, a változó működése az áramkörben lévő feszültség, áram és komponensek elektromos jellemzőinek hasonló működési összefüggésén alapul.
Az analóg számítógépek különösen alkalmasak közönséges differenciálegyenletek megoldására, ezért analóg differenciálelemzőknek is nevezik őket.A fizikai rendszerek, köztük a hidraulikus rendszerek dinamikus folyamatainak nagy része differenciálegyenletek matematikai formájában fejeződik ki, így az analóg számítógépek kiválóan alkalmasak dinamikus rendszerek szimulációs kutatására.
Amikor a szimulációs módszer működik, a rendszer matematikai modelljének megfelelően különféle számítási komponenseket kapcsolnak össze, és párhuzamosan végzik a számításokat.Az egyes számítási komponensek kimeneti feszültségei a megfelelő változókat jelentik a rendszerben.A kapcsolat előnyei.Ennek az elemzési módszernek azonban az a fő célja, hogy egy kísérleti kutatáshoz használható elektronikus modellt biztosítson, nem pedig a matematikai problémák pontos elemzését, így végzetes hátránya az alacsony számítási pontosság;emellett az analóg áramköre gyakran összetett felépítésű, ellenáll a külvilágba való beavatkozás képessége rendkívül gyenge.
2.3 Kísérleti kutatási módszer
A kísérleti kutatási módszer nélkülözhetetlen kutatási módszer a hidraulikus rendszer dinamikus jellemzőinek elemzéséhez, különösen akkor, ha korábban nem volt gyakorlati elméleti kutatási módszer, például digitális szimuláció, csak kísérleti módszerekkel elemezhető.Kísérleti kutatások révén intuitívan és valóban megérthetjük a hidraulikus rendszer dinamikus jellemzőit és a kapcsolódó paraméterek változásait, de a hidraulikus rendszer kísérleti elemzésének hátránya a hosszú időtartam és a magas költség.
Ráadásul a komplex hidraulikus rendszernél még a tapasztalt mérnökök sem teljesen biztosak a pontos matematikai modellezésben, így lehetetlen a dinamikus folyamatának megfelelő elemzése és kutatása.A felépített modell pontossága a kísérlettel kombinált módszerrel hatékonyan igazolható, és javaslatok adhatók az átdolgozásra a helyes modell kialakításához;ugyanakkor a kettő eredménye szimulációval és kísérleti kutatással azonos feltételek mellett összehasonlítható Elemzés, hogy a szimuláció és a kísérletek hibái a szabályozható tartományon belül legyenek, így a kutatási ciklus lerövidíthető és az előnyök a hatékonyság és minőség biztosítása alapján fejleszthető.Ezért a mai kísérleti kutatási módszert gyakran használják szükséges eszközként a fontos hidraulikus rendszerdinamikai jellemzők numerikus szimulációi vagy egyéb elméleti kutatási eredményeinek összehasonlítására és igazolására.
2.4 Digitális szimulációs módszer
A modern vezérléselmélet és a számítástechnika fejlődése új módszert hozott a hidraulikus rendszerek dinamikus jellemzőinek vizsgálatára, vagyis a digitális szimulációs módszert.Ennél a módszernél először a hidraulikus rendszer folyamatának matematikai modelljét állítjuk fel, és fejezzük ki az állapotegyenlettel, majd a számítógépen kapjuk meg a dinamikus folyamatban a rendszer egyes főváltozóinak időtartománybeli megoldását.
A digitális szimulációs módszer lineáris és nemlineáris rendszerekre egyaránt alkalmas.Bármely bemeneti funkció hatására képes szimulálni a rendszerparaméterek változásait, majd közvetlen és átfogó megértést kap a hidraulikus rendszer dinamikus folyamatáról.A hidraulikus rendszer dinamikus teljesítménye már az első szakaszban előre jelezhető, így a tervezési eredmények időben összehasonlíthatók, ellenőrizhetők és javíthatók, ami hatékonyan biztosítja a tervezett hidraulikus rendszer jó működési teljesítményét és nagy megbízhatóságát.A hidraulikus dinamikus teljesítmény tanulmányozásának más eszközeivel és módszereivel összehasonlítva a digitális szimulációs technológia a pontosság, a megbízhatóság, az erős alkalmazkodóképesség, a rövid ciklus és a gazdaságos megtakarítás előnyeivel rendelkezik.Ezért a digitális szimulációs módszert széles körben alkalmazzák a hidraulikus dinamikus teljesítménykutatás területén.
3. A hidraulikus dinamikai jellemzők kutatási módszereinek fejlesztési iránya
A digitális szimulációs módszer elméleti elemzése és a kísérleti eredmények összehasonlításának és ellenőrzésének kutatási módszere révén a hidraulikus dinamikai jellemzők vizsgálatának főáramú módszerévé vált.Továbbá a digitális szimulációs technológia felsőbbrendűsége miatt a hidraulikus dinamikus jellemzők kutatásának fejlesztése szorosan integrálódik a digitális szimulációs technológia fejlesztésével.A hidraulikus rendszer modellezési elméletének és kapcsolódó algoritmusainak elmélyült tanulmányozása, valamint könnyen modellezhető hidraulikus rendszer szimulációs szoftver fejlesztése annak érdekében, hogy a hidraulikus technikusok több energiát fordíthassanak a hidraulikus rendszer alapvető munkájának kutatására. a hidraulikus dinamikai jellemzők kutatási területének fejlődése.az egyik irány.
Ezen túlmenően, tekintettel a modern hidraulikus rendszerek összetételének összetettségére, a dinamikus jellemzőik vizsgálata során gyakran mechanikai, elektromos, sőt pneumatikai kérdések is felmerülnek.Látható, hogy a hidraulikus rendszer dinamikus elemzése néha olyan problémák átfogó elemzése, mint az elektromechanikus hidraulika.Ezért az univerzális hidraulikus szimulációs szoftver fejlesztése, kombinálva a szimulációs szoftverek megfelelő előnyeivel a különböző kutatási területeken, a hidraulikus rendszerek többdimenziós közös szimulációjának elérése érdekében, a jelenlegi hidraulikus dinamikus jellemzők kutatási módszerének fő fejlesztési irányává vált.
A modern hidraulikus rendszer teljesítménykövetelményeinek javulásával a hagyományos hidraulikus rendszer, hogy teljesítse az aktuátor előre meghatározott működési ciklusát és megfeleljen a rendszer statikus teljesítménykövetelményeinek, már nem felel meg a követelményeknek, ezért feltétlenül tanulmányozni kell a hajtómű dinamikus jellemzőit. a hidraulikus rendszert.
A hidraulikus rendszer dinamikus jellemzőivel foglalkozó kutatás lényegének kifejtése alapján jelen írás a hidraulikus rendszer dinamikus jellemzőinek vizsgálatának négy fő módszerét mutatja be részletesen, beleértve a funkcióelemzési módszert, a szimulációs módszert, a kísérleti kutatást. módszer és digitális szimulációs módszer, valamint ezek előnyei és hátrányai.Kiemeljük, hogy a hidraulikus rendszerszimulációs szoftverek könnyen modellezhető fejlesztése, valamint a több tartományra kiterjedő szimulációs szoftverek együttes szimulációja a jövőbeni hidraulikus dinamikai jellemzők kutatási módszerének fő fejlesztési irányai.
Feladás időpontja: 2023. január 17