Uz kontinuirani razvoj i napredak hidrauličke tehnologije, njegova polja za primjenu postaju sve opsežni. Hidraulički sustav koji se koristi za dovršavanje prijenosnih i upravljačkih funkcija postaje sve složeniji, a viši zahtjevi se postavljaju za fleksibilnost sustava i različite performanse. Sve su to donijele preciznije i dublje zahtjeve za dizajn i proizvodnju modernih hidrauličkih sustava. Daleko je od mogućnosti ispunjavanja gore navedenih zahtjeva samo pomoću tradicionalnog sustava za dovršavanje unaprijed određenog akcijskog ciklusa pokretača i ispunjavanja statičkih zahtjeva za izvedbu sustava.
Stoga je za istraživače koji su se bavili dizajnom modernih hidrauličkih sustava vrlo potrebno proučiti dinamičke karakteristike hidrauličkih sustava prijenosa i upravljanja, razumjeti i savladati dinamičke karakteristike i promjene parametara u radnom procesu hidrauličkog sustava, kako bi se dodatno poboljšala i usavršila hidraulički sustav. .
1. Suština dinamičkih karakteristika hidrauličkog sustava
Dinamičke karakteristike hidrauličkog sustava u osnovi su karakteristike koje hidraulički sustav pokazuje tijekom procesa gubitka prvobitnog ravnotežnog stanja i dostizanja novog ravnotežnog stanja. Nadalje, postoje dva glavna razloga za kršenje izvornog ravnotežnog stanja hidrauličkog sustava i pokretanje njegovog dinamičkog procesa: jedan je uzrokovan promjenom procesa sustava prijenosa ili upravljanja; drugi je uzrokovan vanjskim smetnjima. U ovom dinamičkom procesu, svaka varijabla parametara u hidrauličkom sustavu mijenja se s vremenom, a performanse ovog procesa promjene određuje kvalitetu dinamičkih karakteristika sustava.
2. Metoda istraživanja hidrauličkih dinamičkih karakteristika
Glavne metode proučavanja dinamičkih karakteristika hidrauličkih sustava su metoda analize funkcije, metoda simulacije, eksperimentalna metoda istraživanja i metoda digitalne simulacije.
2.1 Metoda analize funkcije
Analiza funkcije prijenosa je istraživačka metoda koja se temelji na klasičnoj teoriji kontrole. Analiza dinamičkih karakteristika hidrauličkih sustava s klasičnom teorijom upravljanja obično je ograničena na linearne sustave s jednim unosom i jednokratnom izlazom. Općenito, prvo je uspostavljen matematički model sustava, a njegov inkrementalni oblik je napisan, a zatim se provodi Laplace Transform, tako da se dobije funkcija prijenosa sustava, a zatim se funkcija prijenosa sustava pretvara u prikaz dijagrama Bode koji se intuitivno analizira. Konačno, karakteristike odgovora analiziraju se kroz krivulju faze frekvencije i krivulje amplitude frekvencije u dijagramu Bode. Kada se susreću s nelinearnim problemima, njegovi nelinearni čimbenici često se zanemaruju ili pojednostavljuju u linearni sustav. U stvari, hidraulički sustavi često imaju složene nelinearne čimbenike, tako da postoje velike pogreške u analizi dinamičkih karakteristika hidrauličkih sustava s ovom metodom. Pored toga, metoda analize prijenosa tretira istraživački objekt kao crnu kutiju, samo se fokusira na ulaz i izlaz sustava i ne raspravlja o unutarnjem stanju istraživačkog objekta.
Metoda stanja za analizu prostora je pisanje matematičkog modela dinamičkog procesa hidrauličkog sustava koji se proučava kao jednadžba stanja, koji je sustav diferencijalne jednadžbe prvog reda, koji predstavlja derivat prvog reda svake varijable stanja u hidrauličkom sustavu. Funkcija nekoliko drugih stanja varijabli i ulaznih varijabli; Ovaj funkcionalni odnos može biti linearni ili nelinearni. Da bi napisao matematički model dinamičkog procesa hidrauličkog sustava u obliku jednadžbe stanja, najčešće korištena metoda je korištenje prijenosne funkcije za dobivanje jednadžbe funkcije stanja ili korištenje diferencijalne jednadžbe višeg reda za dobivanje jednadžbe stanja, a dijagram povezivanja napajanja može se koristiti i za nabrojanje stanja stanja. Ova metoda analize obraća pažnju na interne promjene istraživanog sustava i može se baviti problemima s više ulaza i višestrukih izlaza, što uvelike poboljšava nedostatke metode analize prijenosa.
Metoda analize funkcije koja uključuje metodu analize prijenosa i metodu stanja za analizu prostora matematička je osnova za razumijevanje i analizu unutarnjih dinamičkih karakteristika hidrauličkog sustava. Metoda funkcije opisa koristi se za analizu, pa se neizbježno pojavljuju pogreške u analizi, a često se koristi u analizi jednostavnih sustava.
2.2 Metoda simulacije
U doba kada računalna tehnologija još nije bila popularna, korištenje analognih računala ili analognih krugova za simulaciju i analizu dinamičkih karakteristika hidrauličkih sustava također je bila praktična i učinkovita istraživačka metoda. Analogno računalo rođeno je prije digitalnog računala, a njegovo je princip proučavati karakteristike analognog sustava na temelju sličnosti u matematičkom opisu promjenjivih zakona različitih fizičkih količina. Njegova unutarnja varijabla je kontinuirano promjenjiva varijabla napona, a rad varijable temelji se na sličnom operativnom odnosu električnih karakteristika napona, struje i komponenata u krugu.
Analogna računala posebno su prikladna za rješavanje običnih diferencijalnih jednadžbi, tako da se nazivaju i analognim diferencijalnim analizatorima. Većina dinamičkih procesa fizičkih sustava, uključujući hidrauličke sustave, izražena je u matematičkom obliku diferencijalnih jednadžbi, tako da su analogna računala vrlo prikladna za simulacijsko istraživanje dinamičkih sustava.
Kada se metoda simulacije radi, različite računalne komponente povezane su u skladu s matematičkim modelom sustava, a proračuni se izvode paralelno. Izlazni naponi svake računalne komponente predstavljaju odgovarajuće varijable u sustavu. Prednosti odnosa. Međutim, glavna svrha ove metode analize je pružiti elektronički model koji se može koristiti za eksperimentalno istraživanje, a ne dobiti točnu analizu matematičkih problema, tako da ima kobni nedostatak niske točnosti izračuna; Pored toga, njegov analogni krug često je složen po strukturi, otporan na sposobnost ometanja vanjskog svijeta izuzetno je loš.
2.3 Eksperimentalna metoda istraživanja
Metoda eksperimentalnog istraživanja neophodna je istraživačka metoda za analizu dinamičkih karakteristika hidrauličkog sustava, posebno ako u prošlosti ne postoji praktična teorijska metoda istraživanja, poput digitalne simulacije, može se analizirati samo eksperimentalnim metodama. Kroz eksperimentalno istraživanje intuitivno i istinski možemo razumjeti dinamičke karakteristike hidrauličkog sustava i promjene povezanih parametara, ali analiza hidrauličkog sustava kroz eksperimente ima nedostatke dugog razdoblja i visokih troškova.
Osim toga, za složen hidraulički sustav čak ni iskusni inženjeri nisu u potpunosti sigurni u njegovo točno matematičko modeliranje, tako da je nemoguće provesti ispravnu analizu i istraživanje njegovog dinamičkog procesa. Točnost izgrađenog modela može se učinkovito provjeriti metodom kombiniranja s eksperimentom, a mogu se pružiti prijedlozi za reviziju za uspostavljanje ispravnog modela; Istodobno, rezultati njih dvojice mogu se usporediti simulacijom i eksperimentalnim istraživanjima u istim analizama uvjeti, kako bi se osiguralo da su pogreške simulacije i eksperimenata unutar kontroliranog raspona, tako da se istraživački ciklus može skratiti i da se koristi mogu poboljšati na temelju osiguranja učinkovitosti i kvalitete. Stoga se današnja eksperimentalna metoda istraživanja često koristi kao nužno sredstvo za usporedbu i provjeru numeričke simulacije ili drugih teorijskih rezultata istraživanja važnih dinamičkih karakteristika hidrauličkog sustava.
2.4 Metoda digitalne simulacije
Napredak moderne teorije kontrole i razvoj računalne tehnologije donio je novu metodu za proučavanje dinamičkih karakteristika hidrauličkih sustava, odnosno digitalne simulacijske metode. U ovoj se metodi prvo uspostavlja matematički model procesa hidrauličkog sustava, a izražava se stanja jednadžbama, a zatim se na računalu dobiva rješenje vremenske domene svake glavne varijable sustava u dinamičkom procesu.
Metoda digitalne simulacije prikladna je i za linearne sustave i za nelinearne sustave. Može simulirati promjene parametara sustava pod djelovanjem bilo koje ulazne funkcije, a zatim dobiti izravno i sveobuhvatno razumijevanje dinamičkog procesa hidrauličkog sustava. Dinamička performansi hidrauličkog sustava mogu se predvidjeti u prvoj fazi, tako da se rezultati dizajna mogu usporediti, provjeriti i poboljšati u vremenu, što može učinkovito osigurati da dizajnirani hidraulički sustav ima dobre radne performanse i visoku pouzdanost. U usporedbi s drugim sredstvima i metodama proučavanja hidrauličkih dinamičkih performansi, tehnologija digitalne simulacije ima prednosti točnosti, pouzdanosti, snažne prilagodljivosti, kratkog ciklusa i ekonomske uštede. Stoga se metoda digitalne simulacije široko koristi u području istraživanja hidrauličkih dinamičkih performansi.
3. Razvoj smjera istraživačkih metoda za hidrauličke dinamičke karakteristike
Kroz teorijsku analizu metode digitalne simulacije, u kombinaciji s istraživačkom metodom usporedbe i provjere eksperimentalnih rezultata, postala je glavna metoda za proučavanje hidrauličkih dinamičkih karakteristika. Nadalje, zbog superiornosti tehnologije digitalne simulacije, razvoj istraživanja hidrauličkih dinamičkih karakteristika bit će usko integriran s razvojem tehnologije digitalne simulacije. Dubinska studija teorije modeliranja i srodnih algoritama hidrauličkog sustava i razvoja softvera za simulaciju hidrauličkog sustava koji je jednostavan za modeliranje, tako da hidraulički tehničari mogu posvetiti više energije istraživanju bitnog rada hidrauličkog sustava je razvoj područja istraživanja hidrauličkih dinamičkih karakteristika. jedan od uputa.
Pored toga, s obzirom na složenost sastava modernih hidrauličkih sustava, mehanički, električni, pa čak i pneumatski problemi često su uključeni u proučavanje njihovih dinamičkih karakteristika. Može se vidjeti da je dinamička analiza hidrauličkog sustava ponekad sveobuhvatna analiza problema poput elektromehaničke hidraulike. Stoga je razvoj univerzalnog softvera za hidrauličku simulaciju, u kombinaciji s odgovarajućim prednostima softvera za simulaciju u različitim istraživačkim područjima, kako bi se postigla višedimenzionalna simulacija hidrauličkih sustava zgloba postala glavni smjer razvoja trenutne metode istraživanja hidrauličkih dinamičkih karakteristika.
Poboljšanjem zahtjeva za performansama modernog hidrauličkog sustava, tradicionalni hidraulički sustav za dovršavanje unaprijed određenog akcijskog ciklusa pokretača i ispunjavanja statičkih zahtjeva za izvedbu sustava više ne može ispunjavati zahtjeve, pa je neophodno proučiti dinamičke karakteristike hidrauličkog sustava.
Na temelju objavljivanja suštine istraživanja o dinamičkim karakteristikama hidrauličkog sustava, ovaj rad detaljno uvodi četiri glavne metode proučavanja dinamičkih karakteristika hidrauličkog sustava, uključujući metodu analize funkcije, metodu simulacije, metodu eksperimentalnog istraživanja i metodu digitalne simulacije, te njihove dojma i njihove prednosti. Istaknuto je da je razvoj softvera za simulaciju hidrauličkog sustava koji je lako modelirati, a zajednička simulacija softvera za simulaciju s više domena glavni su smjerovi u razvoju metode istraživačke metode hidrauličkih dinamičkih karakteristika u budućnosti.
Post Vrijeme: 17-2023