Med kontinuerlig utvikling og fremgang av hydraulisk teknologi, blir applikasjonsfeltene mer og mer omfattende. Det hydrauliske systemet som brukes til å fullføre transmisjons- og kontrollfunksjonene blir mer og mer komplekse, og høyere krav stilles frem for systemets fleksibilitet og forskjellige forestillinger. Alle disse har gitt mer presise og dypere krav til design og produksjon av moderne hydrauliske systemer. Det er langt fra å kunne oppfylle ovennevnte krav bare ved å bruke det tradisjonelle systemet for å fullføre den forhåndsbestemte handlingssyklusen til aktuatoren og oppfylle de statiske ytelseskravene til systemet.
For forskere som er engasjert i utformingen av moderne hydrauliske systemer, er det derfor veldig nødvendig å studere de dynamiske egenskapene til hydraulisk overføring og kontrollsystemer, forstå og mestre de dynamiske egenskapene og parameterendringene i arbeidsprosessen til det hydrauliske systemet, for å forbedre det hydrauliske systemet ytterligere. .
1. Essensen av de dynamiske egenskapene til det hydrauliske systemet
De dynamiske egenskapene til det hydrauliske systemet er i hovedsak egenskapene som det hydrauliske systemet viser under prosessen med å miste sin opprinnelige likevektstilstand og nå en ny likevektstilstand. Videre er det to hovedårsaker til å bryte den opprinnelige likevektstilstanden til det hydrauliske systemet og utløse dens dynamiske prosess: en er forårsaket av prosessendringen av overføring eller kontrollsystem; Den andre er forårsaket av ytre forstyrrelser. I denne dynamiske prosessen endres hver parametervariabel i det hydrauliske systemet med tiden, og ytelsen til denne endringsprosessen bestemmer kvaliteten på de dynamiske egenskapene til systemet.
2. Forskningsmetode for hydrauliske dynamiske egenskaper
Hovedmetodene for å studere de dynamiske egenskapene til hydrauliske systemer er funksjonsanalysemetode, simuleringsmetode, eksperimentell forskningsmetode og digital simuleringsmetode.
2.1 Funksjonsanalysemetode
Overføringsfunksjonsanalyse er en forskningsmetode basert på klassisk kontrollteori. Å analysere de dynamiske egenskapene til hydrauliske systemer med klassisk kontrollteori er vanligvis begrenset til enkeltinngang og enkeltutgangslineære systemer. Generelt etableres den matematiske modellen av systemet først, og dens trinnvise form skrives, og deretter utføres Laplace -transformasjon, slik at overføringsfunksjonen til systemet oppnås, og deretter blir overføringsfunksjonen til systemet konvertert til en Bode Diagram -representasjon som er enkel å analysere intuitivt. Til slutt analyseres responsegenskapene gjennom fasefrekvenskurven og amplitudefrekvenskurven i BODE-diagrammet. Når du møter ikke -lineære problemer, blir dens ikke -lineære faktorer ofte ignorert eller forenklet i et lineært system. Faktisk har hydrauliske systemer ofte komplekse ikke -lineære faktorer, så det er store analysefeil i å analysere de dynamiske egenskapene til hydrauliske systemer med denne metoden. I tillegg behandler metoden for overføringsfunksjonsanalyse forskningsobjektet som en svart boks, fokuserer bare på inngangen og utgangen til systemet, og diskuterer ikke den interne tilstanden til forskningsobjektet.
Statens romanalysemetode er å skrive den matematiske modellen for den dynamiske prosessen til det hydrauliske systemet som studeres som en tilstandsligning, som er et førsteordens differensialligningssystem, som representerer den første ordens derivat av hver tilstandsvariabel i det hydrauliske systemet. En funksjon av flere andre tilstandsvariabler og inngangsvariabler; Dette funksjonelle forholdet kan være lineært eller ikke -lineært. For å skrive en matematisk modell av den dynamiske prosessen til et hydraulisk system i form av en tilstand av tilstand, er den ofte brukte metoden å bruke overføringsfunksjonen for å utlede tilstandsfunksjonsligningen, eller bruke den høyere ordens differensialligning for å utlede tilstandsligningen, og kraftbindingsdiagrammet kan også brukes til å liste opp tilstandsligningen. Denne analysemetoden er oppmerksom på de interne endringene i det undersøkte systemet, og kan håndtere multi-input og multi-output-problemer, noe som forbedrer manglene ved overføringsfunksjonsanalysemetoden.
Funksjonsanalysemetoden inkludert overføringsfunksjonsanalysemetoden og den tilstandsromsanalysemetoden er det matematiske grunnlaget for at folk skal forstå og analysere de interne dynamiske egenskapene til det hydrauliske systemet. Beskrivelsesfunksjonsmetoden brukes til analyse, så analysefeil oppstår uunngåelig, og den brukes ofte i analysen av enkle systemer.
2.2 Simuleringsmetode
I epoken da datateknologi ennå ikke var populær, var bruk av analoge datamaskiner eller analoge kretsløp for å simulere og analysere de dynamiske egenskapene til hydrauliske systemer også en praktisk og effektiv forskningsmetode. Den analoge datamaskinen ble født før den digitale datamaskinen, og dens prinsipp er å studere egenskapene til det analoge systemet basert på likheten i den matematiske beskrivelsen av de endrede lovene i forskjellige fysiske mengder. Den interne variabelen er en kontinuerlig skiftende spenningsvariabel, og driften av variabelen er basert på det lignende operasjonsforholdet til de elektriske egenskapene til spenningen, strømmen og komponentene i kretsen.
Analoge datamaskiner er spesielt egnet for å løse vanlige differensialligninger, slik at de også kalles analoge differensialanalysatorer. De fleste av de dynamiske prosessene i fysiske systemer inkludert hydrauliske systemer kommer til uttrykk i den matematiske formen for differensialligninger, så analoge datamaskiner er veldig egnet for simuleringsforskning av dynamiske systemer.
Når simuleringsmetoden fungerer, kobles forskjellige databehandlingskomponenter i henhold til den matematiske modellen til systemet, og beregningene utføres parallelt. Utgangsspenningene til hver databehandlingskomponent representerer de tilsvarende variablene i systemet. Fordeler med forholdet. Hovedformålet med denne analysemetoden er imidlertid å tilveiebringe en elektronisk modell som kan brukes til eksperimentell forskning, snarere enn å oppnå en nøyaktig analyse av matematiske problemer, så det har den fatale ulempen med lav beregningsnøyaktighet; I tillegg er dens analoge krets ofte kompleks i struktur, motstandsdyktig mot evnen til å forstyrre omverdenen er ekstremt dårlig.
2.3 Eksperimentell forskningsmetode
Den eksperimentelle forskningsmetoden er en uunnværlig forskningsmetode for å analysere de dynamiske egenskapene til det hydrauliske systemet, spesielt når det ikke er noen praktisk teoretisk forskningsmetode som digital simulering i det siste, kan den bare analyseres ved eksperimentelle metoder. Gjennom eksperimentell forskning kan vi intuitivt og virkelig forstå de dynamiske egenskapene til det hydrauliske systemet og endringene av relaterte parametere, men analysen av det hydrauliske systemet gjennom eksperimenter har ulempene med lang periode og høye kostnader.
I tillegg, for det komplekse hydrauliske systemet, er til og med erfarne ingeniører ikke helt sikre på dens nøyaktige matematiske modellering, så det er umulig å utføre riktig analyse og forskning på dens dynamiske prosess. Nøyaktigheten til den bygde modellen kan effektivt verifiseres gjennom metoden for å kombinere med eksperimentet, og forslag til revisjon kan gis for å etablere riktig modell; Samtidig kan resultatene av de to sammenlignes ved simulering og eksperimentell forskning under samme forholdsanalyse, for å sikre at feilene ved simulering og eksperimenter er innenfor det kontrollerbare området, slik at forskningssyklusen kan forkortes og fordelene kan forbedres på basis for å sikre effektivitet og kvalitet. Derfor brukes dagens eksperimentelle forskningsmetode ofte som et nødvendig middel for å sammenligne og verifisere den numeriske simuleringen eller andre teoretiske forskningsresultater av viktige hydrauliske systemdynamiske egenskaper.
2.4 Digital simuleringsmetode
Fremdriften i moderne kontrollteori og utvikling av datateknologi har brakt en ny metode for studiet av hydrauliske systemdynamiske egenskaper, det vil si digital simuleringsmetode. I denne metoden etableres den matematiske modellen for den hydrauliske systemprosessen først, og uttrykt av tilstandsligningen, og deretter oppnås tidsdomenets løsning av hver hovedvariabel av systemet i den dynamiske prosessen på datamaskinen.
Den digitale simuleringsmetoden er egnet for både lineære systemer og ikke -lineære systemer. Det kan simulere endringene av systemparametere under virkning av en hvilken som helst inngangsfunksjon, og deretter få en direkte og omfattende forståelse av den dynamiske prosessen i det hydrauliske systemet. Den dynamiske ytelsen til det hydrauliske systemet kan forutses i første trinn, slik at designresultatene kan sammenlignes, verifiseres og forbedres i tid, noe som effektivt kan sikre at det designet hydrauliske systemet har god arbeidsytelse og høy pålitelighet. Sammenlignet med andre måter og metoder for å studere hydraulisk dynamisk ytelse, har digital simuleringsteknologi fordelene med nøyaktighet, pålitelighet, sterk tilpasningsevne, kort syklus og økonomisk besparelse. Derfor har den digitale simuleringsmetoden blitt mye brukt innen hydraulisk dynamisk ytelsesforskning.
3. Utviklingsretning for forskningsmetoder for hydrauliske dynamiske egenskaper
Gjennom den teoretiske analysen av den digitale simuleringsmetoden, kombinert med forskningsmetoden for å sammenligne og verifisere de eksperimentelle resultatene, har den blitt mainstream -metoden for å studere de hydrauliske dynamiske egenskapene. På grunn av overlegenheten i digital simuleringsteknologi, vil utviklingen av forskning på hydrauliske dynamiske egenskaper dessuten være tett integrert med utviklingen av digital simuleringsteknologi. Dybdestudie av modelleringsteorien og relaterte algoritmer i det hydrauliske systemet, og utviklingen av hydraulisk systemsimuleringsprogramvare som er enkel å modellere, slik at hydrauliske teknikere kan bruke mer energi på forskningen av det essensielle arbeidet til det hydrauliske systemet er utviklingen av feltet til hydraulisk dynamisk karakteristikk. en av instruksjonene.
I tillegg, med tanke på kompleksiteten i sammensetningen av moderne hydrauliske systemer, er mekaniske, elektriske og til og med pneumatiske problemer ofte involvert i studien av deres dynamiske egenskaper. Det kan sees at den dynamiske analysen av det hydrauliske systemet noen ganger er en omfattende analyse av problemer som elektromekanisk hydraulikk. Derfor har utviklingen av universell hydraulisk simuleringsprogramvare, kombinert med de respektive fordelene med simuleringsprogramvare i forskjellige forskningsfelt, for å oppnå flerdimensjonal felles simulering av hydrauliske systemer blitt den viktigste utviklingsretningen til den nåværende hydrauliske dynamiske egenskapen forskningsmetoden.
Med forbedring av ytelseskravene til det moderne hydrauliske systemet, kan det tradisjonelle hydrauliske systemet for å fullføre den forhåndsbestemte handlingssyklusen til aktuatoren og oppfylle de statiske ytelseskravene til systemet ikke lenger oppfylle kravene, så det er viktig å studere de dynamiske egenskapene til det hydrauliske systemet.
På bakgrunn av å forklare essensen av forskningen på de dynamiske egenskapene til det hydrauliske systemet, introduserer denne artikkelen i detalj fire hovedmetoder for å studere de dynamiske egenskapene til det hydrauliske systemet, inkludert funksjonsanalysemetoden, simuleringsmetoden, den eksperimentelle forskningsmetoden og den digitale simuleringsmetoden, og deres fordeler og avvikling. Det påpekes at utviklingen av hydraulisk systemsimuleringsprogramvare som er enkel å modellere og felles simulering av simulering av multi-domene simulering er de viktigste utviklingsretningene for forskningsmetoden for hydrauliske dynamiske egenskaper i fremtiden.
Post Time: Jan-17-2023