Z nenehnim razvojem in napredkom hidravlične tehnologije postajajo njena uporaba vse bolj obsežna. Hidravlični sistem, ki se uporablja za dokončanje funkcij prenosa in krmiljenja, postaja vse bolj zapleten, večje zahteve pa so za njegovo prilagodljivost sistema in različne zmogljivosti. Vse to so prinesle natančnejše in globlje zahteve za oblikovanje in izdelavo sodobnih hidravličnih sistemov. Zgornje zahteve še zdaleč ni sposobno izpolniti le s tradicionalnim sistemom za dokončanje vnaprej določenega akcijskega cikla aktuatorja in izpolnjevanje statičnih zahtev glede zmogljivosti sistema.
Zato je za raziskovalce, ki se ukvarjajo z oblikovanjem sodobnih hidravličnih sistemov, zelo potrebno preučiti dinamične značilnosti hidravličnih prenosnikov in nadzornih sistemov, razumeti in obvladati dinamične značilnosti in spremembe parametrov v delovnem procesu hidravličnega sistema, da bi še naprej izboljšali in izpopolnili hidravlični sistem. .
1. bistvo dinamičnih značilnosti hidravličnega sistema
Dinamične značilnosti hidravličnega sistema so v bistvu značilnosti, ki jih ima hidravlični sistem med postopkom izgube prvotnega ravnotežnega stanja in doseganja novega ravnotežnega stanja. Poleg tega obstajata dva glavna razloga za razbijanje prvotnega ravnotežnega stanja hidravličnega sistema in sprožitev njegovega dinamičnega procesa: ena je posledica spreminjanja postopka prenosa ali krmilnega sistema; drugega povzroča zunanje motnje. V tem dinamičnem procesu se vsaka spremenljivka parametra v hidravličnem sistemu s časom spreminja, delovanje tega procesa sprememb pa določa kakovost dinamičnih značilnosti sistema.
2. Raziskovalna metoda hidravličnih dinamičnih značilnosti
Glavne metode za preučevanje dinamičnih značilnosti hidravličnih sistemov so metoda analize funkcije, simulacijska metoda, eksperimentalna raziskovalna metoda in digitalna simulacijska metoda.
2.1 Metoda analize funkcij
Analiza funkcij prenosov je raziskovalna metoda, ki temelji na teoriji klasičnega nadzora. Analiza dinamičnih značilnosti hidravličnih sistemov s klasično teorijo nadzora je običajno omejena na linearne sisteme z enim vhodom in z enim izhodom. Na splošno je najprej vzpostavljen matematični model sistema in napisana je njegova inkrementalna oblika, nato pa se izvede Laplace Transform, tako da dobimo funkcijo prenosa sistema, nato pa se transferna funkcija sistema pretvori v predstavitev diagrama Bode, ki ga je enostavno analizirati intuitivno. Končno se značilnosti odziva analizirajo s pomočjo krivulje fazne frekvence in krivuljo amplitude-frekvence v diagramu Bode. Pri srečanju z nelinearnimi težavami se njegovi nelinearni dejavniki pogosto prezrejo ali poenostavljajo v linearni sistem. Pravzaprav imajo hidravlični sistemi pogosto zapletene nelinearne dejavnike, zato obstajajo velike napake pri analizi pri analizi dinamičnih značilnosti hidravličnih sistemov s to metodo. Poleg tega metoda analize funkcij prenosne funkcije obravnava raziskovalni objekt kot črno polje, osredotoča se le na vhod in izhod sistema in ne razpravlja o notranjem stanju raziskovalnega objekta.
Metoda analize državnega prostora je zapisati matematični model dinamičnega procesa hidravličnega sistema, ki se preučuje kot državna enačba, ki je diferencialni sistem prvega reda, ki predstavlja derivat prvega reda vsakega stanja spremenljivke v hidravličnem sistemu. Funkcija več drugih spremenljivk stanja in vhodnih spremenljivk; To funkcionalno razmerje je lahko linearno ali nelinearno. Če želite napisati matematični model dinamičnega procesa hidravličnega sistema v obliki enačbe stanja, je pogosto uporabljena metoda uporaba funkcije prenosa, da izpelje enačbo stanja funkcije ali uporabi diferencialno enačbo višjega reda za izpeljavo enačbe stanja, in diagram napajalne vezi lahko uporabite tudi za seznam enačbe države. Ta metoda analize je pozoren na notranje spremembe raziskovanega sistema in se lahko ukvarja z več vhodnimi in večkratnimi težavami, kar močno izboljša pomanjkljivosti metode analize funkcij prenosne funkcije.
Metoda analize funkcij, vključno z metodo analize funkcij prenosne funkcije in metodo analize države, je matematična podlaga za razumevanje in analizo notranjih dinamičnih značilnosti hidravličnega sistema. Za analizo se uporablja metoda opisa funkcije, zato se napake analize neizogibno pojavijo in se pogosto uporablja pri analizi preprostih sistemov.
2.2 Metoda simulacije
V dobi, ko računalniška tehnologija še ni bila priljubljena, je bila uporaba analognih računalnikov ali analognih vezij za simulacijo in analizo dinamičnih značilnosti hidravličnih sistemov tudi praktična in učinkovita raziskovalna metoda. Analogni računalnik se je rodil pred digitalnim računalnikom, njegovo načelo pa je preučiti značilnosti analognega sistema, ki temeljijo na podobnosti v matematičnem opisu spreminjajočih se zakonov različnih fizičnih količin. Njegova notranja spremenljivka je nenehno spreminjajoča se napetostna spremenljivka, delovanje spremenljivke pa temelji na podobnem delovanju električnih značilnosti napetosti, toka in komponent v vezju.
Analogni računalniki so še posebej primerni za reševanje navadnih diferencialnih enačb, zato jih imenujemo tudi analogni diferencialni analizatorji. Večina dinamičnih procesov fizičnih sistemov, vključno s hidravličnimi sistemi, je izraženih v matematični obliki diferencialnih enačb, zato so analogni računalniki zelo primerni za simulacijske raziskave dinamičnih sistemov.
Ko deluje simulacijska metoda, so različne računalniške komponente povezane glede na matematični model sistema, izračuni pa se izvajajo vzporedno. Izhodne napetosti vsake računalniške komponente predstavljajo ustrezne spremenljivke v sistemu. Prednosti odnosa. Vendar je glavni namen te metode analize zagotoviti elektronski model, ki ga je mogoče uporabiti za eksperimentalne raziskave, namesto da bi pridobili natančno analizo matematičnih težav, tako da ima smrtno pomanjkljivost nizke natančnosti izračuna; Poleg tega je njegovo analogno vezje v strukturi pogosto zapleteno, odporno na sposobnost poseganja v zunanji svet je izjemno slabo.
2.3 Eksperimentalna raziskovalna metoda
Eksperimentalna raziskovalna metoda je nepogrešljiva raziskovalna metoda za analizo dinamičnih značilnosti hidravličnega sistema, zlasti kadar v preteklosti ni praktične teoretične raziskovalne metode, kot je digitalna simulacija, jo je mogoče analizirati le z eksperimentalnimi metodami. Z eksperimentalnimi raziskavami lahko intuitivno in resnično razumemo dinamične značilnosti hidravličnega sistema in spremembe povezanih parametrov, vendar ima analiza hidravličnega sistema s poskusi pomanjkljivosti dolgega obdobja in visokih stroškov.
Poleg tega za zapleten hidravlični sistem celo izkušeni inženirji niso popolnoma prepričani v njegovo natančno matematično modeliranje, zato je nemogoče izvesti pravilno analizo in raziskave njegovega dinamičnega procesa. Natančnost vgrajenega modela je mogoče učinkovito preveriti z metodo kombiniranja s poskusom, predloge za revizijo pa je mogoče predložiti za določitev pravilnega modela; Obenem lahko rezultate obeh primerjamo s simulacijo in eksperimentalnimi raziskavami v enakih pogojih, da se zagotovi, da so napake simulacije in poskusov znotraj nadzorovanega območja, tako da se lahko raziskovalni cikel skrajša in koristi izboljšajo na podlagi zagotavljanja učinkovitosti in kakovosti. Zato se današnja eksperimentalna raziskovalna metoda pogosto uporablja kot nujno sredstvo za primerjavo in preverjanje numerične simulacije ali drugih rezultatov teoretičnih raziskav pomembnih dinamičnih značilnosti hidravličnega sistema.
2.4 Metoda digitalne simulacije
Napredek sodobne teorije nadzora in razvoj računalniške tehnologije sta prinesla novo metodo za preučevanje dinamičnih značilnosti hidravličnega sistema, to je digitalna simulacijska metoda. V tej metodi je najprej vzpostavljen matematični model hidravličnega sistema in izraža z enačbo države, nato pa v računalniku dobimo rešitev časovne domene vsake glavne spremenljivke sistema v dinamičnem procesu.
Digitalna simulacijska metoda je primerna tako za linearne kot za nelinearne sisteme. Lahko simulira spremembe parametrov sistema pod delovanjem katere koli vhodne funkcije in nato pridobi neposredno in celovito razumevanje dinamičnega procesa hidravličnega sistema. Dinamično delovanje hidravličnega sistema je mogoče predvideti na prvi stopnji, tako da je mogoče rezultate oblikovanja s časom primerjati, preveriti in izboljšati, kar lahko učinkovito zagotovi, da ima zasnovan hidravlični sistem dobro delovno delovanje in visoko zanesljivost. V primerjavi z drugimi sredstvi in metodami preučevanja hidravlične dinamične zmogljivosti ima digitalna simulacijska tehnologija prednosti natančnosti, zanesljivosti, močne prilagodljivosti, kratkega cikla in ekonomičnih prihrankov. Zato se je digitalna simulacijska metoda pogosto uporabljala na področju hidravličnih dinamičnih raziskav zmogljivosti.
3. Razvojna smer raziskovalnih metod za hidravlične dinamične značilnosti
S teoretično analizo metode digitalne simulacije v kombinaciji z raziskovalno metodo primerjave in preverjanja eksperimentalnih rezultatov je postala glavna metoda za preučevanje hidravličnih dinamičnih značilnosti. Poleg tega bo zaradi superiornosti digitalne simulacijske tehnologije razvoj raziskav hidravličnih dinamičnih značilnosti tesno povezan z razvojem digitalne simulacijske tehnologije. Poglobljena študija teorije modeliranja in z njimi povezanih algoritmov hidravličnega sistema ter razvoj programske opreme za simulacijo hidravličnega sistema, ki jo je enostavno modelirati, tako da lahko hidravlični tehniki namenijo več energije raziskavam bistvenega dela hidravličnih sistemov raziskave polja hidravličnih dinamičnih značilnosti. eno od navodil.
Poleg tega so zaradi zapletenosti sestave sodobnih hidravličnih sistemov pogosto vključeni v preučevanje njihovih dinamičnih značilnosti. Vidimo, da je dinamična analiza hidravličnega sistema včasih celovita analiza problemov, kot je elektromehanska hidravlika. Zato je razvoj univerzalne programske opreme za hidravlično simulacijo v kombinaciji z ustreznimi prednosti simulacijske programske opreme na različnih raziskovalnih področjih za dosego večdimenzionalne skupne simulacije hidravličnih sistemov postal glavna razvojna smer trenutne metode raziskovanja hidravličnih dinamičnih značilnosti.
Z izboljšanjem zahtev glede zmogljivosti sodobnega hidravličnega sistema tradicionalni hidravlični sistem za dokončanje vnaprej določenega akcijskega cikla aktuatorja in izpolnjevanje statičnih zahtev glede zmogljivosti sistema ne more več izpolnjevati zahtev, zato je nujno preučiti dinamične značilnosti hidravličnega sistema.
Na podlagi razkrivanja bistva raziskav o dinamičnih značilnostih hidravličnega sistema ta članek podrobno uvaja štiri glavne metode preučevanja dinamičnih značilnosti hidravličnega sistema, vključno z metodo analize funkcije, simulacijsko metodo, metodo eksperimentalne raziskave ter njihove pretepe in odprave. Poudarjeno je, da sta razvoj programske opreme za simulacijo hidravličnega sistema, ki jo je enostavno modelirati, in skupna simulacija programske opreme za simulacijo več domene sta glavna razvojna usmeritev raziskovalne metode hidravličnih dinamičnih značilnosti v prihodnosti.
Čas objave: januar-17-2023