Pastāvīgi attīstot un progresējot hidrauliskajā tehnoloģijā, tā pielietojuma lauki kļūst arvien plašāki. Hidrauliskā sistēma, ko izmanto pārraides un vadības funkciju pabeigšanai, kļūst arvien sarežģītāka, un augstākas prasības tiek izvirzītas tās sistēmas elastībai un dažādām izrādēm. Tas viss ir devis precīzākas un dziļākas prasības mūsdienu hidraulisko sistēmu projektēšanai un ražošanai. Tas nebūt nav spējīgs izpildīt iepriekšminētās prasības, tikai izmantojot tradicionālo sistēmu, lai pabeigtu izpildmehānisma iepriekš noteikto darbības ciklu un atbilstu sistēmas statiskās veiktspējas prasībām.
Tāpēc pētniekiem, kas iesaistīti mūsdienu hidraulisko sistēmu projektēšanā, ir ļoti nepieciešams izpētīt hidrauliskās transmisijas un vadības sistēmu dinamiskās īpašības, izprast un apgūt dinamiskās īpašības un parametru izmaiņas hidrauliskās sistēmas darba procesā, lai turpinātu uzlabot un pilnveidot hidraulisko sistēmu. Apvidū
1. Hidrauliskās sistēmas dinamisko īpašību būtība
Hidrauliskās sistēmas dinamiskās īpašības būtībā ir īpašības, kuras hidrauliskajai sistēmai piemīt sākotnējā līdzsvara stāvokļa zaudēšanas laikā un sasniedzot jaunu līdzsvara stāvokli. Turklāt ir divi galvenie iemesli hidrauliskās sistēmas sākotnējā līdzsvara stāvokļa pārkāpšanai un tā dinamiskā procesa izraisīšanai: vienu izraisa pārraides vai vadības sistēmas procesa maiņa; Otru izraisa ārēja iejaukšanās. Šajā dinamiskajā procesā katrs hidrauliskās sistēmas parametra mainīgais mainās ar laiku, un šī izmaiņu procesa veiktspēja nosaka sistēmas dinamisko īpašību kvalitāti.
2. Hidraulisko dinamisko īpašību izpētes metode
Galvenās metodes hidraulisko sistēmu dinamisko īpašību izpētes izpētei ir funkciju analīzes metode, simulācijas metode, eksperimentālā pētījumu metode un digitālās simulācijas metode.
2.1 Funkcijas analīzes metode
Pārneses funkciju analīze ir pētījumu metode, kuras pamatā ir klasiskās kontroles teorija. Hidraulisko sistēmu dinamisko īpašību analīze ar klasiskās kontroles teoriju parasti ir ierobežota ar vienas ieejas un vienas izejas lineārajām sistēmām. Parasti vispirms tiek izveidots sistēmas matemātiskais modelis, un tā pieaugošā forma ir uzrakstīta un pēc tam tiek veikta Laplasa transformācija, lai iegūtu sistēmas pārsūtīšanas funkciju, un pēc tam sistēmas pārsūtīšanas funkcija tiek pārveidota par Bode diagrammas attēlojumu, kuru ir viegli intuitīvi analizēt intuitīvi analizēt. Visbeidzot, reakcijas raksturlielumi tiek analizēti caur fāzes frekvences līkni un amplitūdas frekvences līkni Bode diagrammā. Saskaroties ar nelineārām problēmām, tā nelineārie faktori bieži tiek ignorēti vai vienkāršoti lineārā sistēmā. Faktiski hidrauliskajām sistēmām bieži ir sarežģīti nelineāri faktori, tāpēc, analizējot hidraulisko sistēmu dinamiskās īpašības ar šo metodi, ir lielas analīzes kļūdas. Turklāt pārsūtīšanas funkcijas analīzes metode pētniecības objektu uzskata par melno lodziņu, koncentrējas tikai uz sistēmas ievadi un izvadi un neapspriež pētījuma objekta iekšējo stāvokli.
Stāvokļa telpas analīzes metode ir uzrakstīt pētāmās hidrauliskās sistēmas dinamiskā procesa matemātisko modeli kā stāvokļa vienādojumu, kas ir pirmās kārtas diferenciālvienādojumu sistēma, kas atspoguļo katra stāvokļa mainīgā lieluma pirmās kārtas atvasinājumu hidrauliskajā sistēmā. Vairāku citu stāvokļu mainīgo un ieejas mainīgo funkcija; Šīs funkcionālās attiecības var būt lineāras vai nelineāras. Lai uzrakstītu hidrauliskās sistēmas dinamiskā procesa matemātisko modeli stāvokļa vienādojuma veidā, parasti izmantotā metode ir izmantot pārsūtīšanas funkciju, lai iegūtu stāvokļa funkcijas vienādojumu, vai arī izmantot augstākas kārtas diferenciālvienādojumu, lai iegūtu stāvokļa vienādojumu, un jaudas saites diagrammu var izmantot arī stāvokļa vienādojuma uzskaitei. Šī analīzes metode pievērš uzmanību izpētītās sistēmas iekšējām izmaiņām, un tā var tikt galā ar vairāku ieejas un vairāku izejas problēmām, kas ievērojami uzlabo pārsūtīšanas funkcijas analīzes metodes trūkumus.
Funkciju analīzes metode, kurā ietilpst pārsūtīšanas funkcijas analīzes metode, un stāvokļa telpas analīzes metode ir matemātiskais pamats, lai cilvēki saprastu un analizētu hidrauliskās sistēmas iekšējās dinamiskās īpašības. Analīzei tiek izmantota apraksta funkcijas metode, tāpēc neizbēgami rodas analīzes kļūdas, un to bieži izmanto vienkāršu sistēmu analīzē.
2.2 Simulācijas metode
Laikmetā, kad datortehnoloģija vēl nebija populāra, analogo datoru vai analogo ķēžu izmantošana, lai modelētu un analizētu hidraulisko sistēmu dinamiskās īpašības, bija arī praktiska un efektīva pētījumu metode. Analogais dators ir dzimis pirms digitālā datora, un tā princips ir izpētīt analogās sistēmas īpašības, pamatojoties uz dažādu fizisko daudzumu mainīgo likumu matemātiskā apraksta līdzību. Tās iekšējais mainīgais ir nepārtraukti mainīgs sprieguma mainīgais, un mainīgā darbība ir balstīta uz līdzīgu darbības attiecību no sprieguma, strāvas un komponentu elektriskajiem īpašībām.
Analogie datori ir īpaši piemēroti parasto diferenciālvienādojumu risināšanai, tāpēc tos sauc arī par analogo diferenciālo analizatoru. Lielākā daļa fizisko sistēmu dinamisko procesu, ieskaitot hidrauliskās sistēmas, ir izteikti diferenciālvienādojumu matemātiskajā formā, tāpēc analogie datori ir ļoti piemēroti dinamisko sistēmu simulācijas izpētei.
Kad simulācijas metode darbojas, dažādi skaitļošanas komponenti ir savienoti saskaņā ar sistēmas matemātisko modeli, un aprēķini tiek veikti paralēli. Katra skaitļošanas komponenta izejas spriegumi attēlo atbilstošos mainīgos sistēmā. Attiecību priekšrocības. Tomēr šīs analīzes metodes galvenais mērķis ir nodrošināt elektronisku modeli, ko var izmantot eksperimentāliem pētījumiem, nevis iegūt precīzu matemātisko problēmu analīzi, tāpēc tai ir zema aprēķina precizitātes letāls trūkums; Turklāt tās analogā shēma bieži ir sarežģīta, izturīga pret spēju traucēt ārpasauli ir ārkārtīgi slikta.
2.3 Eksperimentālā izpētes metode
Eksperimentālā izpētes metode ir neaizstājama pētījumu metode hidrauliskās sistēmas dinamisko īpašību analīzei, it īpaši, ja iepriekš nav praktiskas teorētiskas pētījumu metodes, piemēram, digitālā simulācija, to var analizēt tikai ar eksperimentālām metodēm. Izmantojot eksperimentālos pētījumus, mēs varam intuitīvi un patiesi izprast hidrauliskās sistēmas dinamiskās īpašības un saistīto parametru izmaiņas, bet hidrauliskās sistēmas analīzei, izmantojot eksperimentus, ir ilgstošas un augstas izmaksu trūkumi.
Turklāt sarežģītajā hidrauliskajā sistēmā pat pieredzējuši inženieri nav pilnībā pārliecināti par tās precīzo matemātisko modelēšanu, tāpēc nav iespējams veikt pareizu tā dinamiskā procesa analīzi un izpēti. Iebūvētā modeļa precizitāti var efektīvi pārbaudīt, izmantojot metodi apvienot ar eksperimentu, un var sniegt pārskatīšanas ieteikumus, lai izveidotu pareizo modeli; Tajā pašā laikā abu rezultātus var salīdzināt ar simulāciju un eksperimentāliem pētījumiem tādos pašos apstākļu analīzē, lai nodrošinātu, ka simulācijas un eksperimentu kļūdas ir kontrolējamā diapazonā, tāpēc pētniecības ciklu var saīsināt un ieguvumus var uzlabot, pamatojoties uz efektivitātes un kvalitātes nodrošināšanu. Tāpēc šodienas eksperimentālās izpētes metode bieži tiek izmantota kā nepieciešams līdzeklis, lai salīdzinātu un pārbaudītu skaitlisko simulāciju vai citus teorētiskos pētījumu rezultātus svarīgu hidraulisko sistēmas dinamisko īpašību.
2.4 Digitālās simulācijas metode
Mūsdienu kontroles teorijas progress un datortehnoloģiju attīstība ir radījusi jaunu metodi hidrauliskās sistēmas dinamisko īpašību izpētei, tas ir, digitālās simulācijas metodi. Šajā metodē vispirms tiek izveidots hidrauliskās sistēmas procesa matemātiskais modelis, un tas tiek izteikts ar stāvokļa vienādojumu, un pēc tam datorā tiek iegūts katra galvenā sistēmas mainīgā laika domēna risinājums.
Digitālās simulācijas metode ir piemērota gan lineārām sistēmām, gan nelineārām sistēmām. Tas var simulēt sistēmas parametru izmaiņas jebkuras ievades funkcijas darbībā un pēc tam iegūt tiešu un visaptverošu izpratni par hidrauliskās sistēmas dinamisko procesu. Hidrauliskās sistēmas dinamisko veiktspēju var paredzēt pirmajā posmā, lai projektēšanas rezultātus varētu salīdzināt, pārbaudīt un uzlabot laikā, kas var efektīvi nodrošināt, ka projektētajai hidrauliskajai sistēmai ir laba darba veiktspēja un augsta uzticamība. Salīdzinot ar citiem hidrauliskās dinamiskās veiktspējas izpētes līdzekļiem un metodēm, digitālās simulācijas tehnoloģijai ir precizitātes, uzticamības, spēcīgas pielāgošanās spējas, īsa cikla un ekonomisko ietaupījumu priekšrocības. Tāpēc digitālās simulācijas metode ir plaši izmantota hidraulisko dinamisko veiktspējas pētījumu jomā.
3. Hidraulisko dinamisko īpašību pētījumu metožu attīstības virziens
Izmantojot digitālās simulācijas metodes teorētisko analīzi, apvienojumā ar eksperimentālo rezultātu salīdzināšanas un pārbaudes pētījumu metodi, tā ir kļuvusi par galveno metodi hidraulisko dinamisko īpašību izpētei. Turklāt digitālās simulācijas tehnoloģijas pārākuma dēļ hidraulisko dinamisko īpašību pētījumu attīstība tiks cieši integrēta ar digitālās simulācijas tehnoloģijas attīstību. Hidrauliskās sistēmas modelēšanas teorijas un ar to saistīto algoritmu izpēte un hidrauliskās sistēmas simulācijas programmatūras izstrāde, kuru ir viegli modelēt, lai hidrauliskie tehniķi varētu vairāk enerģijas veltīt hidrauliskās sistēmas būtiskā darba izpētei hidraulisko dinamisko īpašību pētījumu jomā. viens no virzieniem.
Turklāt, ņemot vērā mūsdienu hidraulisko sistēmu sastāva sarežģītību, mehāniskās, elektriskās un pat pneimatiskās problēmas bieži ir iesaistītas to dinamisko īpašību izpētē. Var redzēt, ka hidrauliskās sistēmas dinamiskā analīze dažreiz ir visaptveroša tādu problēmu analīze kā elektromehāniskā hidraulika. Tāpēc universālās hidrauliskās simulācijas programmatūras izstrāde apvienojumā ar simulācijas programmatūras attiecīgajām priekšrocībām dažādās pētniecības jomās, lai panāktu hidraulisko sistēmu daudzdimensionālu locītavu simulāciju, ir kļuvusi par pašreizējās hidraulisko dinamisko raksturlielumu pētījumu metodi.
Uzlabojot modernās hidrauliskās sistēmas veiktspējas prasības, tradicionālā hidrauliskā sistēma, lai pabeigtu izpildmehānisma iepriekš noteikto darbības ciklu un atbilstu sistēmas statiskās veiktspējas prasībām, vairs nevar izpildīt prasības, tāpēc ir obligāti jāizpēta hidrauliskās sistēmas dinamiskās īpašības.
Balstoties uz pētījumu par hidrauliskās sistēmas dinamisko raksturlielumu būtības izskaidrošanu, šis dokuments detalizēti iepazīstina ar četrām galvenajām metodēm hidrauliskās sistēmas dinamisko īpašību izpētei, ieskaitot funkciju analīzes metodi, simulācijas metodi, eksperimentālo pētījumu metodi un digitālo simulācijas metodi, kā arī to priekšrocības un trūkumus. Tiek norādīts, ka hidrauliskās sistēmas simulācijas programmatūras izstrāde, kuru ir viegli modelēt, un daudzdomēnu simulācijas programmatūras kopīga simulācija ir galvenie hidraulisko dinamisko īpašību pētījumu metodes attīstības virzieni nākotnē.
Pasta laiks: janvāris-17-2023