Hüdraulikatehnoloogia pideva arendamise ja edenemisega muutuvad selle rakendusvaldkonnad üha ulatuslikumaks. Ülekande- ja juhtimisfunktsioonide täitmiseks kasutatav hüdrosüsteem on muutumas üha keerukamaks ning selle süsteemi paindlikkuse ja mitmesuguste toimingute jaoks on esitatud kõrgemad nõuded. Kõik need on toonud kaasaegsete hüdrosüsteemide kavandamisele ja tootmisele täpsemaid ja sügavamaid nõudeid. Ülaltoodud nõuetele pole kaugeltki võimalik täita ainult traditsioonilist süsteemi, et viia lõpule ajami etteantud toimingutsükkel ja vastab süsteemi staatilistele jõudlusnõuetele.
Seetõttu on kaasaegsete hüdrosüsteemide kavandamisega tegelenud teadlaste jaoks väga vaja uurida hüdrauliliste ülekande- ja juhtimissüsteemide dünaamilisi omadusi, mõista ja omandada dünaamilisi omadusi ja parameetrite muutusi hüdrosüsteemi tööprotsessis, et hüdrosüsteemi veelgi täiustada ja täiustada. .
1. hüdrosüsteemi dünaamiliste omaduste olemus
Hüdrosüsteemi dünaamilised omadused on põhimõtteliselt omadused, mida hüdrosüsteemil on esialgse tasakaalu oleku kaotamise ja uue tasakaalu oleku saavutamise käigus. Lisaks on hüdrosüsteemi algse tasakaaluseisundi rikkumiseks ja selle dünaamilise protsessi käivitamiseks kaks peamist põhjust: üks on põhjustatud ülekande- või juhtimissüsteemi protsessi muutusest; Teise põhjustab väline sekkumine. Selles dünaamilises protsessis muutub iga hüdrosüsteemi parameetri muutuja aja jooksul ja selle muutumisprotsessi jõudlus määrab süsteemi dünaamiliste omaduste kvaliteedi.
2. hüdrauliliste dünaamiliste omaduste uurimismeetod
Hüdrosüsteemide dünaamiliste omaduste uurimise peamised meetodid on funktsioonide analüüsi meetod, simulatsioonimeetod, eksperimentaalne uurimismeetod ja digitaalse simulatsiooni meetod.
2.1 Funktsiooni analüüsi meetod
Ülekandefunktsiooni analüüs on klassikalise tõrje teoorial põhinev uurimismeetod. Hüdrosüsteemide dünaamiliste omaduste analüüsimine klassikalise juhtimisteooriaga piirdub tavaliselt ühe sisendi ja ühe väljundiga lineaarsüsteemiga. Üldiselt loodi kõigepealt süsteemi matemaatiline mudel ja selle järkjärguline vorm kirjutatakse ja seejärel viiakse läbi Laplace'i teisendus, nii et süsteemi ülekandefunktsioon saadakse ja seejärel teisendatakse süsteemi ülekandefunktsioon BODE diagrammi esitusse, mida on lihtne intuitiivselt analüüsida. Lõpuks analüüsitakse reageerimise karakteristikuid faasisageduse kõvera ja amplituudi-sageduse kõvera kaudu Bode diagrammil. Mittelineaarsete probleemide ilmnemisel ignoreeritakse või lihtsustatakse selle mittelineaarseid tegureid lineaarseks süsteemiks. Tegelikult on hüdraulilistel süsteemidel sageli keerulised mittelineaarsed tegurid, seega on selle meetodil hüdrosüsteemide dünaamiliste omaduste analüüsimisel suured analüüsvead. Lisaks käsitleb ülekandefunktsiooni analüüsi meetod uurimisobjekti musta kastina, keskendub ainult süsteemi sisendile ja väljundile ning ei aruta uurimisobjekti sisemist olekut.
Riikliku kosmose analüüsi meetod on kirjutada uuritava hüdraulilise süsteemi dünaamilise protsessi matemaatiline mudel olekuvõrrandina, mis on esimese astme diferentsiaalvõrrandisüsteem, mis tähistab hüdrosüsteemi iga oleku esimese astme tuletust. Mitmete teiste olekumuutujate ja sisendmuutujate funktsioon; See funktsionaalne suhe võib olla lineaarne või mittelineaarne. Hüdrosüsteemi dünaamilise protsessi matemaatilise mudeli kirjutamiseks olekuvõrrandi kujul on tavaliselt kasutatav meetod kasutamine olekufunktsiooni võrrandi tuletamiseks või kõrgema järgu diferentsiaalvõrrandi kasutamiseks olekuvõrrandi tuletamiseks ja ka energiasideskeemi saab kasutada ka olekuvõrrandi loetlemiseks. See analüüsimeetod pöörab tähelepanu uuritud süsteemi sisemistele muutustele ja suudab tegeleda mitme sisendi ja mitme sisemise võimaluse probleemidega, mis parandab oluliselt ülekandefunktsiooni analüüsi meetodi puudusi.
Funktsioonide analüüsi meetod, mis sisaldab ülekandefunktsiooni analüüsi meetodit ja olekuruumi analüüsi meetodit, on matemaatiline alus, et inimesed mõistaksid ja analüüsida hüdrosüsteemi sisemisi dünaamilisi omadusi. Analüüsiks kasutatakse funktsiooni kirjeldusmeetodit, seega esinevad paratamatult analüüsi vead ja seda kasutatakse sageli lihtsate süsteemide analüüsis.
2.2 Simulatsioonimeetod
Ajastul, kui arvutitehnoloogia polnud veel populaarne, oli praktiline ja tõhus uurimismeetod ka analoogte arvutite või analoogvooluahelate kasutamine hüdrosüsteemide dünaamiliste omaduste simuleerimiseks ja analüüsimiseks. Analoog arvuti sündis enne digitaalset arvutit ja selle põhimõte on uurida analoogsüsteemi omadusi, tuginedes sarnasusele erineva füüsilise koguse muutuvate seaduste matemaatilise kirjelduse osas. Selle sisemine muutuja on pidevalt muutuv pingemuutuja ja muutuja toimimine põhineb vooluahela pinge, voolu ja komponentide elektriliste omaduste sarnasel töösuhtel.
Analoogsed arvutid sobivad eriti tavaliste diferentsiaalvõrrandite lahendamiseks, seega nimetatakse neid ka analoogdiferentsiaal analüsaatorid. Enamik füüsikaliste süsteemide, sealhulgas hüdrosüsteemide dünaamilisi protsesse, väljendatakse diferentsiaalvõrrandite matemaatilises vormis, seega sobivad analooglised arvutid dünaamiliste süsteemide simulatsiooniuuringute jaoks väga sobivad.
Kui simulatsioonimeetod töötab, ühendatakse mitmesugused arvutuskomponendid süsteemi matemaatilise mudeli järgi ja arvutused tehakse paralleelselt. Iga arvutuskomponendi väljundpinged tähistavad süsteemi vastavaid muutujaid. Suhte eelised. Selle analüüsimeetodi peamine eesmärk on siiski pakkuda elektroonilist mudelit, mida saab kasutada eksperimentaalseteks uuringuteks, selle asemel et saada matemaatiliste probleemide täpset analüüsi, seega on sellel madala arvutuse täpsuse saatuslik puudus; Lisaks on selle analoogvooluahel sageli keeruline, vastupidav välismaailma segamise võimele on äärmiselt kehv.
2.3 Eksperimentaalne uurimismeetod
Eksperimentaalne uurimismeetod on hädavajalik uurimismeetod hüdrosüsteemi dünaamiliste omaduste analüüsimiseks, eriti kui minevikus puudub praktiline teoreetiline uurimismeetod, näiteks digitaalne simulatsioon, saab seda analüüsida ainult eksperimentaalsete meetoditega. Eksperimentaalsete uuringute kaudu saame intuitiivselt ja tõeliselt mõista hüdrosüsteemi dünaamilisi omadusi ja seotud parameetrite muutusi, kuid hüdrosüsteemi analüüsimisel katsete kaudu on pikaajaliste ja kõrgete kulude puudused.
Lisaks pole keeruka hüdrosüsteemi jaoks isegi kogenud insenerid selle täpses matemaatilises modelleerimises täielikult kindlad, seetõttu on võimatu korraldada õiget analüüsi ja uurida selle dünaamilist protsessi. Ehitatud mudeli täpsust saab tõhusalt kontrollida eksperimendi kombineerimise meetodi abil ja õige mudeli loomiseks saab revisjoni soovitusi pakkuda; Samal ajal saab nende kahe tulemusi võrrelda simulatsiooni ja eksperimentaalsete uuringute abil sama tingimuste analüüsi alusel, et tagada simulatsiooni ja katsete vead kontrollitavas vahemikus, nii et uurimistsüklit saaks lühendada ja eeliseid saab tõhususe ja kvaliteedi tagamise põhjal parandada. Seetõttu kasutatakse tänapäeva eksperimentaalset uurimismeetodit sageli vajalike vahendina oluliste hüdrosüsteemi dünaamiliste omaduste numbrilise simulatsiooni või muude teoreetiliste uuringute võrdlemiseks ja kontrollimiseks.
2.4 Digitaalse simulatsiooni meetod
Kaasaegse kontrolliteooria edasiminek ja arvutitehnoloogia arendamine on toonud uue meetodi hüdrosüsteemi dünaamiliste omaduste, see tähendab digitaalse simulatsioonimeetodi uurimiseks. Selle meetodi korral luuakse kõigepealt hüdrosüsteemi protsessi matemaatiline mudel ja seda väljendatakse olekuvõrrandi abil ning seejärel saadakse arvutis dünaamilises protsessis süsteemi iga peamise muutuja ajadomeenilahendus.
Digitaalne simulatsioonimeetod sobib nii lineaarsete kui ka mittelineaarsete süsteemide jaoks. See võib simuleerida süsteemi parameetrite muutusi mis tahes sisendfunktsiooni toimimisel ja seejärel saada otsene ja põhjalik arusaam hüdrosüsteemi dünaamilisest protsessist. Hüdrosüsteemi dünaamilist jõudlust saab ennustada esimeses etapis, nii et disaini tulemusi saab võrrelda, kontrollida ja täiustada ajaliselt, mis suudab tõhusalt tagada, et kavandatud hüdrosüsteemil on hea töötulemus ja kõrge usaldusväärsus. Võrreldes teiste hüdraulilise dünaamilise jõudluse uurimise vahendite ja meetoditega on digitaalsel simulatsioonitehnoloogial eelised täpsuse, usaldusväärsuse, tugeva kohanemisvõime, lühike tsükli ja ökonoomse kokkuhoiu eelised. Seetõttu on digitaalset simulatsioonimeetodit laialdaselt kasutatud hüdraulilise dünaamilise jõudlusuuringute valdkonnas.
3. Hüdrauliliste dünaamiliste omaduste uurimismeetodite arendussuund
Digitaalse simulatsioonimeetodi teoreetilise analüüsi abil koos katsetulemuste võrdlemise ja kontrollimise uurimismeetodiga on sellest saanud hüdrauliliste dünaamiliste karakteristikute uurimise tavameetod. Lisaks on digitaalse simulatsioonitehnoloogia paremuse tõttu hüdrauliliste dünaamiliste omaduste uurimine tihedalt integreeritud digitaalse simulatsioonitehnoloogia väljatöötamisega. Modelleerimisteooria ja sellega seotud hüdrosüsteemi algoritmide põhjalik uuring ning hüdrosüsteemi simulatsioonitarkvara arendamine, mida on lihtne modelleerida, nii et hüdraulilised tehnikud saaksid hüdraulilise süsteemi olulise töö uurimiseks rohkem energiat pühendada hüdraulilise dünaamiliste karakteristikute uurimise uurimiseks. üks suundadest.
Lisaks, pidades silmas kaasaegsete hüdrosüsteemide koostise keerukust, on nende dünaamiliste omaduste uurimisel sageli seotud mehaanilised, elektrilised ja isegi pneumaatilised probleemid. On näha, et hüdrosüsteemi dünaamiline analüüs on mõnikord selliste probleemide nagu elektromehaanilise hüdraulika põhjalik analüüs. Seetõttu on universaalse hüdraulilise simulatsioonitarkvara väljatöötamine koos simulatsioonitarkvara vastavate eelistega erinevates uurimisvaldkondades, et saavutada hüdrosüsteemide mitmemõõtmeline liigese simulatsioon, muutunud praeguse hüdraulilise dünaamilise karakteristikute uurimismeetodi peamiseks arengusuunaks.
Kaasaegse hüdrosüsteemi jõudlusnõuete täiustamisega ei saa traditsiooniline hüdrosüsteem tähtaja etteantud tegevustsükli lõpuleviimiseks ja süsteemi staatiliste jõudlusnõuete täitmiseks enam nõuetele vastata, seetõttu on hädavajalik uurida hüdrosüsteemi dünaamilisi omadusi.
Hüdrosüsteemi dünaamiliste karakteristikute uurimise olemuse selgitamise põhjal tutvustatakse käesolevas artiklis üksikasjalikult nelja peamist meetodit hüdrosüsteemi dünaamiliste omaduste uurimiseks, sealhulgas funktsioonide analüüsimeetodi, simulatsioonimeetodi, eksperimentaalse uurimismeetodi ja digitaalse simulatsioonimeetodi ning nende eeliste ja halveste meetodite uurimiseks. Rõhutatakse, et hüdrosüsteemi simulatsioonitarkvara arendamine, mida on lihtne modelleerida, ja mitme domeeni simulatsiooni tarkvara ühine simulatsioon on hüdrauliliste dünaamiliste omaduste uurimismeetodi peamised arengusuunad tulevikus.
Postiaeg:-19. jaanuar-2023