Hüdraulikatehnoloogia pideva arengu ja arenguga muutuvad selle kasutusvaldkonnad üha ulatuslikumaks.Ülekande- ja juhtimisfunktsioonide täitmiseks kasutatav hüdrosüsteem muutub järjest keerukamaks ning selle süsteemi paindlikkusele ja erinevatele jõudlustele esitatakse kõrgemaid nõudeid.Kõik see on toonud kaasaegsete hüdrosüsteemide projekteerimisele ja valmistamisele täpsemaid ja sügavamaid nõudeid.See ei ole kaugeltki suuteline ülaltoodud nõudeid täitma ainult traditsioonilise süsteemi abil täiturmehhanismi etteantud tegevustsükli lõpuleviimiseks ja süsteemi staatiliste jõudlusnõuete täitmiseks.
Seetõttu on kaasaegsete hüdrosüsteemide projekteerimisega tegelevate teadlaste jaoks väga vajalik uurida hüdrauliliste ülekande- ja juhtimissüsteemide dünaamilisi omadusi, mõista ja omandada dünaamilisi omadusi ja parameetrite muutusi hüdrosüsteemi tööprotsessis, et täiustage ja täiustage hüdrosüsteemi veelgi..
1. Hüdraulikasüsteemi dünaamiliste omaduste olemus
Hüdraulikasüsteemi dünaamilised omadused on sisuliselt omadused, mis hüdrosüsteemil ilmnevad algse tasakaaluseisundi kaotamise ja uude tasakaaluolekusse jõudmise protsessis.Lisaks on hüdrosüsteemi algse tasakaaluseisundi katkestamisel ja selle dünaamilise protsessi käivitamisel kaks peamist põhjust: üks on põhjustatud ülekande- või juhtimissüsteemi protsessimuutusest;teine on põhjustatud välisest sekkumisest.Selles dünaamilises protsessis muutub iga hüdraulikasüsteemi parameetri muutuja aja jooksul ja selle muutmisprotsessi jõudlus määrab süsteemi dünaamiliste omaduste kvaliteedi.
2. Hüdrauliliste dünaamiliste karakteristikute uurimismeetod
Hüdraulikasüsteemide dünaamiliste omaduste uurimise peamised meetodid on funktsioonianalüüsi meetod, simulatsioonimeetod, eksperimentaalne uurimismeetod ja digitaalse simulatsiooni meetod.
2.1 Funktsioonianalüüsi meetod
Ülekandefunktsiooni analüüs on klassikalisel kontrolliteoorial põhinev uurimismeetod.Hüdraulikasüsteemide dünaamiliste omaduste analüüsimine klassikalise juhtimisteooriaga piirdub tavaliselt ühe sisendiga ja ühe väljundiga lineaarsüsteemidega.Üldiselt luuakse esmalt süsteemi matemaatiline mudel ja kirjutatakse selle inkrementaalne vorm ning seejärel tehakse Laplace'i teisendus, nii et saadakse süsteemi ülekandefunktsioon ja seejärel teisendatakse süsteemi ülekandefunktsioon Bodeks. diagramm, mida on lihtne intuitiivselt analüüsida.Lõpuks analüüsitakse reaktsiooni omadusi Bode diagrammi faasi-sageduskõvera ja amplituud-sageduskõvera kaudu.Mittelineaarsete probleemidega kokku puutudes jäetakse selle mittelineaarsed tegurid sageli tähelepanuta või lihtsustatakse lineaarseks süsteemiks.Tegelikult on hüdrosüsteemidel sageli keerulised mittelineaarsed tegurid, mistõttu selle meetodiga hüdrosüsteemide dünaamiliste omaduste analüüsimisel esineb suuri analüüsivigu.Lisaks käsitleb ülekandefunktsiooni analüüsi meetod uurimisobjekti musta kastina, keskendub ainult süsteemi sisendile ja väljundile ning ei aruta uurimisobjekti sisemist seisundit.
Olekuruumi analüüsi meetod seisneb uuritava hüdrosüsteemi dünaamilise protsessi matemaatilise mudeli kirjutamises olekuvõrrandina, mis on esimest järku diferentsiaalvõrrandi süsteem, mis kujutab hüdraulikasüsteemis iga olekumuutuja esimest järku tuletist. süsteem.Mitmete muude olekumuutujate ja sisendmuutujate funktsioon;see funktsionaalne seos võib olla lineaarne või mittelineaarne.Hüdraulilise süsteemi dünaamilise protsessi matemaatilise mudeli kirjutamiseks olekuvõrrandi kujul kasutatakse tavaliselt ülekandefunktsiooni olekufunktsiooni võrrandi tuletamiseks või kõrgemat järku diferentsiaalvõrrandit, et tuletada olekuvõrrandit ja olekuvõrrandi loetlemiseks saab kasutada ka võimsussideme diagrammi.See analüüsimeetod pöörab tähelepanu uuritava süsteemi sisemistele muutustele ning suudab tegeleda mitme sisendi ja mitme väljundiga probleemidega, mis parandab oluliselt ülekandefunktsiooni analüüsi meetodi puudusi.
Funktsioonianalüüsi meetod, sealhulgas ülekandefunktsiooni analüüsi meetod ja olekuruumi analüüsi meetod, on matemaatiline alus, mis võimaldab inimestel mõista ja analüüsida hüdrosüsteemi sisemisi dünaamilisi omadusi.Analüüsiks kasutatakse kirjeldusfunktsiooni meetodit, mistõttu paratamatult tekivad analüüsivead ja seda kasutatakse sageli lihtsate süsteemide analüüsimisel.
2.2 Simulatsioonimeetod
Ajastul, mil arvutitehnoloogia polnud veel populaarne, oli analoogarvutite või analoogskeemide kasutamine hüdrosüsteemide dünaamiliste omaduste simuleerimiseks ja analüüsimiseks samuti praktiline ja tõhus uurimismeetod.Analoogarvuti sündis enne digitaalset arvutit ja selle põhimõte on uurida analoogsüsteemi omadusi, lähtudes sarnasusest erinevate füüsikaliste suuruste muutumise seaduste matemaatilises kirjeldamises.Selle sisemine muutuja on pidevalt muutuv pingemuutuja ja muutuja töö põhineb ahela pinge, voolu ja komponentide elektriliste omaduste sarnasel töösuhtel.
Analoogarvutid sobivad eriti hästi tavaliste diferentsiaalvõrrandite lahendamiseks, mistõttu neid nimetatakse ka analoogdiferentsiaalanalüsaatoriteks.Suurem osa füüsiliste süsteemide, sealhulgas hüdrauliliste süsteemide dünaamilistest protsessidest on väljendatud diferentsiaalvõrrandite matemaatilises vormis, seega sobivad analoogarvutid väga hästi dünaamiliste süsteemide simulatsiooniuuringuteks.
Kui simulatsioonimeetod töötab, ühendatakse erinevad arvutuskomponendid vastavalt süsteemi matemaatilisele mudelile ning arvutused tehakse paralleelselt.Iga arvutuskomponendi väljundpinged esindavad süsteemi vastavaid muutujaid.Suhte eelised.Selle analüüsimeetodi põhieesmärk on aga pakkuda pigem elektroonset mudelit, mida saab kasutada eksperimentaalsetes uuringutes, mitte saada täpset matemaatikaprobleemide analüüsi, mistõttu on selle saatuslikuks puuduseks madal arvutustäpsus;lisaks on selle analoogskeem sageli keeruka ehitusega, vastupidav Välismaailma sekkumise võime on äärmiselt halb.
2.3 Eksperimentaalne uurimismeetod
Eksperimentaalne uurimismeetod on asendamatu uurimismeetod hüdraulikasüsteemi dünaamiliste omaduste analüüsimisel, eriti kui varem ei olnud praktilist teoreetilist uurimismeetodit nagu digitaalne simulatsioon, saab seda analüüsida ainult eksperimentaalsete meetoditega.Eksperimentaalsete uuringute abil saame intuitiivselt ja tõeliselt mõista hüdrosüsteemi dünaamilisi omadusi ja sellega seotud parameetrite muutusi, kuid hüdrosüsteemi katsete abil analüüsimisel on puudusteks pikk periood ja kõrge hind.
Lisaks ei ole isegi kogenud insenerid keeruka hüdraulikasüsteemi täpses matemaatilises modelleerimises täielikult kindlad, mistõttu on võimatu selle dünaamilise protsessi kohta korrektselt analüüsida ja uurida.Ehitatud mudeli täpsust saab tõhusalt kontrollida katsega kombineerimise meetodi abil ning õige mudeli loomiseks saab anda ettepanekuid läbivaatamiseks;samal ajal saab nende kahe tulemusi võrrelda simulatsiooni ja eksperimentaalsete uuringute abil samadel tingimustel Analüüsiga, tagamaks, et simulatsiooni ja katsete vead on kontrollitavas vahemikus, nii et uurimistsüklit saab lühendada ja kasu saada. tõhususe ja kvaliteedi tagamise alusel.Seetõttu kasutatakse tänapäeva eksperimentaalset uurimismeetodit sageli vajaliku vahendina hüdraulikasüsteemi oluliste dünaamiliste karakteristikute arvulise simulatsiooni või muude teoreetiliste uurimistulemuste võrdlemiseks ja kontrollimiseks.
2.4 Digitaalse simulatsiooni meetod
Kaasaegse juhtimisteooria areng ja arvutitehnoloogia areng on toonud kaasa uue meetodi hüdraulikasüsteemi dünaamiliste omaduste uurimiseks ehk digitaalse simulatsiooni meetodi.Selle meetodi puhul luuakse esmalt hüdrosüsteemi protsessi matemaatiline mudel, mida väljendatakse olekuvõrrandiga ning seejärel saadakse arvutis dünaamilise protsessi iga põhimuutuja aja-domeeni lahendus.
Digitaalne simulatsioonimeetod sobib nii lineaarsete kui ka mittelineaarsete süsteemide jaoks.See võib simuleerida süsteemi parameetrite muutusi mis tahes sisendfunktsiooni toimel ja seejärel saada otsese ja igakülgse arusaama hüdrosüsteemi dünaamilisest protsessist.Hüdraulikasüsteemi dünaamilist jõudlust saab esimeses etapis ennustada, nii et projekteerimise tulemusi saab õigeaegselt võrrelda, kontrollida ja parandada, mis võib tõhusalt tagada projekteeritud hüdrosüsteemi hea töövõime ja kõrge töökindluse.Võrreldes muude hüdraulilise dünaamilise jõudluse uurimise vahendite ja meetoditega on digitaalse simulatsioonitehnoloogia eelisteks täpsus, töökindlus, tugev kohanemisvõime, lühike tsükkel ja ökonoomne kokkuhoid.Seetõttu on digitaalse simulatsiooni meetodit laialdaselt kasutatud hüdraulilise dünaamilise jõudluse uurimise valdkonnas.
3. Hüdrauliliste dünaamiliste karakteristikute uurimismeetodite arendussuund
Digitaalse simulatsiooni meetodi teoreetilise analüüsi kaudu koos katsetulemuste võrdlemise ja kontrollimise uurimismeetodiga on see muutunud hüdrauliliste dünaamiliste omaduste uurimise peavoolumeetodiks.Lisaks integreeritakse digitaalse simulatsioonitehnoloogia paremuse tõttu hüdrauliliste dünaamiliste omaduste uuringute arendamine tihedalt digitaalse simulatsioonitehnoloogia arendamisega.Hüdraulikasüsteemi modelleerimise teooria ja sellega seotud algoritmide süvendatud uurimine ning hõlpsasti modelleeritava hüdrosüsteemi simulatsioonitarkvara väljatöötamine, et hüdrotehnikud saaksid pühendada rohkem energiat hüdrosüsteemi oluliste tööde uurimisele. hüdrauliliste dünaamiliste karakteristikute uurimise valdkonna areng.üks suundadest.
Lisaks, arvestades tänapäevaste 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 elektromehaaniline hüdraulika, terviklik analüüs.Seetõttu on praeguse hüdrauliliste dünaamiliste omaduste uurimismeetodi peamiseks arendussuunaks saanud universaalse hüdraulilise simulatsioonitarkvara väljatöötamine koos simulatsioonitarkvara vastavate eelistega erinevates uurimisvaldkondades, et saavutada hüdraulikasüsteemide mitmemõõtmeline ühissimulatsioon.
Kaasaegse hüdrosüsteemi jõudlusnõuete paranemisega ei saa traditsiooniline hüdrosüsteem täiturmehhanismi etteantud tegevustsükli lõpuleviimiseks ja süsteemi staatiliste jõudlusnõuete täitmiseks enam nõuetele vastata, mistõttu on hädavajalik uurida täiturmehhanismi dünaamilisi omadusi. hüdrosüsteem.
Hüdraulikasüsteemi dünaamiliste omaduste uurimise olemuse selgitamise põhjal tutvustatakse käesolevas artiklis üksikasjalikult nelja peamist hüdrosüsteemi dünaamiliste omaduste uurimise meetodit, sealhulgas funktsioonianalüüsi meetodit, simulatsioonimeetodit, eksperimentaalset uurimistööd. meetod ja digitaalse simulatsiooni meetod ning nende eelised ja puudused.Tähelepanu juhitakse, et hüdrauliliste dünaamiliste karakteristikute uurimismeetodi peamised arengusuunad tulevikus on hõlpsasti modelleeritava hüdraulikasüsteemi simulatsioonitarkvara arendamine ja mitme valdkonna simulatsioonitarkvara ühine simulatsioon.
Postitusaeg: 17. jaanuar 2023