S nepretržitým vývojom a pokrokom v hydraulickej technológii sa jej aplikačné oblasti stávajú čoraz rozsiahlejšie. Hydraulický systém používaný na dokončenie funkcií prenosu a riadenia sa stáva čoraz zložitejším a vyššie požiadavky sa predkladajú na flexibilitu systému a rôzne výkony. To všetko prinieslo navrhovanie a výrobu moderných hydraulických systémov presnejšie a hlbšie požiadavky. Zďaleka nie je schopná splniť vyššie uvedené požiadavky iba pomocou tradičného systému na dokončenie vopred určeného akčného cyklu ovládača a splnenie požiadaviek statického výkonu systému.
Preto je pre vedcov zaoberajúci sa návrhom moderných hydraulických systémov veľmi potrebné študovať dynamické charakteristiky hydraulických prenosových a riadiacich systémov, porozumieť a ovládať dynamické charakteristiky a zmeny parametrov v pracovnom procese hydraulického systému, aby sa ďalej zlepšil a zdokonalil hydraulický systém. .
1. Podstata dynamických charakteristík hydraulického systému
Dynamické charakteristiky hydraulického systému sú v podstate charakteristikami, ktoré hydraulický systém vykazuje počas procesu straty pôvodného rovnovážneho stavu a dosiahnutia nového rovnovážneho stavu. Ďalej existujú dva hlavné dôvody na prelomenie pôvodného rovnovážneho stavu hydraulického systému a spustenie jeho dynamického procesu: jeden je spôsobený zmenou procesu prenosového alebo riadiaceho systému; Druhý je spôsobený vonkajším zásahom. V tomto dynamickom procese sa každá premenná parametra v hydraulickom systéme mení s časom a výkon tohto procesu zmeny určuje kvalitu dynamických charakteristík systému.
2. Metóda výskumu hydraulických dynamických charakteristík
Hlavnými metódami na štúdium dynamických charakteristík hydraulických systémov sú metóda analýzy funkcií, metóda simulácie, experimentálna výskumná metóda a metóda digitálnej simulácie.
2.1 Metóda analýzy funkcií
Analýza funkcií prenosu je výskumná metóda založená na teórii klasickej kontroly. Analýza dynamických charakteristík hydraulických systémov s teóriou klasickej kontroly sa zvyčajne obmedzuje na lineárne systémy s jedným výstupom a jednosmerné výstupy. Všeobecne platí, že matematický model systému je stanovený ako prvý a jeho inkrementálna forma je napísaná a potom sa vykonáva Laplace transformácia, takže sa získa prenosová funkcia systému, a potom sa prenosová funkcia systému prevedie na reprezentáciu Bode Diagram, ktorá sa ľahko analyzuje intuitívne. Nakoniec sa charakteristiky odozvy analyzujú prostredníctvom fázovej frekvenčnej krivky a krivky amplitúdy-frekvenčnej krivky v Bode diagrame. Pri stretnutí s nelineárnymi problémami sa jeho nelineárne faktory často ignorujú alebo zjednodušujú do lineárneho systému. Hydraulické systémy majú v skutočnosti často zložité nelineárne faktory, takže pri analýze dynamických charakteristík hydraulických systémov s touto metódou existujú veľké chyby analýzy. Okrem toho metóda analýzy prenosu funkcie zaobchádza s výskumným objektom ako s čiernou skrinkou, zameriava sa iba na vstup a výstup systému a nehovorí o vnútornom stave výskumného objektu.
Metóda analýzy stavu vesmíru je napísať matematický model dynamického procesu hydraulického systému, ktorý je študovaný ako štátna rovnica, ktorá je systémom diferenciálnej rovnice prvého poriadku, ktorý predstavuje derivát prvého poriadku každej štátnej premennej v hydraulickom systéme. Funkcia niekoľkých ďalších stavových premenných a vstupných premenných; Tento funkčný vzťah môže byť lineárny alebo nelineárny. Na napísanie matematického modelu dynamického procesu hydraulického systému vo forme stavu rovnice je bežne používanou metódou na použitie prenosovej funkcie na odvodenie funkčnej rovnice štátnej funkcie alebo na uvedenie štátnej rovnice alebo na uvedenie štátnej rovnice. Táto metóda analýzy venuje pozornosť vnútorným zmenám skúmaného systému a môže sa zaoberať problémami s viacerými vstupmi a viacerými výstupmi, čo výrazne zlepšuje nedostatky metódy analýzy prenosu.
Metóda analýzy funkcií vrátane metódy analýzy funkcií prenosu a metódy analýzy stavu vesmíru je matematickým základom pre ľudí, aby porozumeli a analyzovali vnútorné dynamické charakteristiky hydraulického systému. Metóda funkcie popisu sa používa na analýzu, takže sa nevyhnutne vyskytujú chyby analýzy a často sa používa pri analýze jednoduchých systémov.
2.2 Metóda simulácie
V ére, keď počítačová technológia ešte nebola populárna, bolo použitím analógových počítačov alebo analógových obvodov na simuláciu a analýzu dynamických charakteristík hydraulických systémov tiež praktickou a účinnou výskumnou metódou. Analógový počítač sa zrodil pred digitálnym počítačom a jeho princípom je študovať charakteristiky analógového systému založené na podobnosti v matematickom opise meniacich sa zákonov rôznych fyzikálnych množstiev. Jeho vnútorná premenná je nepretržite meniaca sa premenná napätia a prevádzka premennej je založená na podobnom prevádzkovom vzťahu elektrických charakteristík napätia, prúdu a komponentov v obvode.
Analógové počítače sú obzvlášť vhodné na riešenie bežných diferenciálnych rovníc, takže sa tiež nazývajú analógové diferenciálne analyzátory. Väčšina dynamických procesov fyzikálnych systémov vrátane hydraulických systémov je vyjadrená v matematickej forme diferenciálnych rovníc, takže analógové počítače sú veľmi vhodné pre simulačný výskum dynamických systémov.
Keď funguje metóda simulácie, rôzne výpočtové komponenty sú pripojené podľa matematického modelu systému a výpočty sa vykonávajú paralelne. Výstupné napätie každého komponentu výpočtového komponentu predstavuje zodpovedajúce premenné v systéme. Výhody vzťahu. Hlavným účelom tejto analytickej metódy je však poskytnúť elektronický model, ktorý sa môže použiť skôr na experimentálny výskum, a nie na získanie presnej analýzy matematických problémov, takže má smrteľnú nevýhodu nízkej presnosti výpočtu; Okrem toho je jeho analógový obvod často zložitý v štruktúre, odolný voči schopnosti zasahovať do vonkajšieho sveta je mimoriadne zlý.
2.3 Metóda experimentálnej výskumu
Experimentálna výskumná metóda je nevyhnutnou výskumnou metódou na analýzu dynamických charakteristík hydraulického systému, najmä ak neexistuje praktická metóda teoretického výskumu, ako je digitálna simulácia v minulosti, je možné ju analyzovať iba experimentálnymi metódami. Prostredníctvom experimentálneho výskumu môžeme intuitívne a skutočne porozumieť dynamickým charakteristikám hydraulického systému a zmien súvisiacich parametrov, ale analýza hydraulického systému prostredníctvom experimentov má nevýhody dlhej doby a vysokých nákladov.
Okrem toho pre komplexný hydraulický systém si ani skúsení inžinieri nie sú úplne istí svojím presným matematickým modelovaním, takže nie je možné vykonať správnu analýzu a výskum jeho dynamického procesu. Presnosť zabudovaného modelu sa dá efektívne overiť metódou kombinovania s experimentom a môžu sa poskytnúť návrhy na revíziu na stanovenie správneho modelu; Výsledky týchto dvoch sa môžu zároveň porovnávať simuláciou a experimentálnym výskumom pri analýze rovnakých podmienok, aby sa zabezpečilo, že chyby simulácie a experimentov sú v rámci kontrolovateľného rozsahu, aby sa výskumný cyklus mohol skrátiť a výhody sa môžu zlepšiť na základe zabezpečenia účinnosti a kvality. Dnešná metóda experimentálneho výskumu sa preto často používa ako nevyhnutný prostriedok na porovnanie a overovanie numerickej simulácie alebo iných výsledkov teoretického výskumu dôležitých dynamických charakteristík hydraulického systému.
2.4 Metóda digitálnej simulácie
Pokrok teórie modernej kontroly a vývoj počítačovej technológie priniesli novú metódu pre štúdium dynamických charakteristík hydraulického systému, tj metódy digitálnej simulácie. V tejto metóde je matematický model procesu hydraulického systému najskôr stanovený a vyjadrený štátnou rovnicou a potom sa v počítači získajú riešenie časovej oblasti každej hlavnej premennej systému v dynamickom procese.
Metóda digitálnej simulácie je vhodná pre lineárne systémy aj pre nelineárne systémy. Môže simulovať zmeny systémových parametrov v rámci pôsobenia akejkoľvek vstupnej funkcie a potom získať priame a komplexné porozumenie dynamickému procesu hydraulického systému. Dynamický výkon hydraulického systému možno predpovedať v prvej fáze, takže výsledky konštrukcie je možné porovnávať, overovať a zlepšiť v čase, čo môže účinne zabezpečiť, aby navrhnutý hydraulický systém mal dobrý pracovný výkon a vysokú spoľahlivosť. V porovnaní s inými prostriedkami a metódami štúdia hydraulického dynamického výkonu má technológia digitálnej simulácie výhody presnosti, spoľahlivosti, silnej adaptability, krátkeho cyklu a ekonomických úspor. Preto sa metóda digitálnej simulácie široko používa v oblasti výskumu hydraulického dynamického výkonu.
3. Rozvojový smer výskumných metód pre hydraulické dynamické charakteristiky
Prostredníctvom teoretickej analýzy metódy digitálnej simulácie v kombinácii s výskumnou metódou porovnávania a overovania experimentálnych výsledkov sa stala hlavnou metódou na štúdium hydraulických dynamických charakteristík. Okrem toho sa v dôsledku nadradenosti technológie digitálnej simulácie bude vývoj výskumu hydraulických dynamických charakteristík úzko integrovaný s vývojom technológie digitálnej simulácie. Hĺbková štúdia teórie modelovania a súvisiacich algoritmov hydraulického systému a vývoja softvéru na simuláciu hydraulického systému, ktorý sa ľahko modeluje, takže hydraulicní technici môžu venovať viac energie výskumu základnej práce hydraulického systému jeden zo smerov.
Okrem toho vzhľadom na zložitosť zloženia moderných hydraulických systémov sa do štúdia ich dynamických charakteristík často podieľajú mechanické, elektrické a dokonca pneumatické problémy. Je zrejmé, že dynamická analýza hydraulického systému je niekedy komplexnou analýzou problémov, ako sú elektromechanická hydraulika. Preto sa vývoj univerzálneho hydraulického simulačného softvéru v kombinácii s príslušnými výhodami simulačného softvéru v rôznych výskumných oblastiach, aby sa dosiahla multirozmerná simulácia kĺbov hydraulických systémov, sa stala hlavným smerom vývoja súčasnej metódy výskumu hydraulických dynamických charakteristík.
So zlepšením požiadaviek na výkonnosť moderného hydraulického systému, tradičný hydraulický systém na dokončenie vopred určeného akčného cyklu pohonu a splnenie požiadaviek statického výkonu systému už nespĺňa požiadavky, takže je nevyhnutné študovať dynamické charakteristiky hydraulického systému.
Na základe vysvetlenia podstaty výskumu dynamických charakteristík hydraulického systému tento dokument uvádza podrobne štyri hlavné metódy štúdia dynamických charakteristík hydraulického systému vrátane metódy analýzy funkcie, simulačnej metódy, metódy experimentálnej výskumnej metódy a metódy digitálnej simulácie a ich výhod a nevýhod. Zdôrazňuje sa, že vývoj softvéru na simuláciu hydraulického systému, ktorý sa ľahko modeluje, a spoločná simulácia simulačného softvéru s viacerými doménami je hlavným vývojovým smerom výskumnej metódy hydraulických dynamických charakteristík v budúcnosti.
Čas príspevku: Jan-17-2023