Med den kontinuerlige udvikling og fremskridt inden for hydraulisk teknologi bliver dens applikationsfelter mere og mere omfattende. Det hydrauliske system, der bruges til at afslutte transmissions- og kontrolfunktionerne, bliver mere og mere komplekse, og højere krav fremsættes for dets systemfleksibilitet og forskellige forestillinger. Alle disse har bragt mere præcise og dybere krav til design og fremstilling af moderne hydrauliske systemer. Det er langt fra at være i stand til at opfylde ovenstående krav kun ved at bruge det traditionelle system til at afslutte aktuatorens forudbestemte handlingscyklus og opfylde de statiske ydelseskrav i systemet.
For forskere, der beskæftiger sig med design af moderne hydrauliske systemer, er det derfor meget nødvendigt at studere de dynamiske egenskaber ved hydraulisk transmission og kontrolsystemer, forstå og mestre de dynamiske egenskaber og parameterændringer i arbejdsprocessen i det hydrauliske system, så de forbedrer og perfekte det hydrauliske system yderligere. .
1. essensen af de dynamiske egenskaber ved det hydrauliske system
De dynamiske egenskaber ved det hydrauliske system er i det væsentlige de egenskaber, som det hydrauliske system udviser under processen med at miste sin oprindelige ligevægtstilstand og nå en ny ligevægtstilstand. Der er endvidere to hovedårsager til at bryde den oprindelige ligevægtstilstand for det hydrauliske system og udløse dets dynamiske proces: den ene er forårsaget af procesændring af transmissions- eller kontrolsystemet; Den anden er forårsaget af ekstern interferens. I denne dynamiske proces ændres hver parametervariabel i det hydrauliske system med tiden, og udførelsen af denne ændringsproces bestemmer kvaliteten af systemets dynamiske egenskaber.
2. Forskningsmetode til hydrauliske dynamiske egenskaber
De vigtigste metoder til undersøgelse af de dynamiske egenskaber ved hydrauliske systemer er funktionsanalysemetode, simuleringsmetode, eksperimentel forskningsmetode og digital simuleringsmetode.
2.1 Funktionsanalysemetode
Overførselsfunktionsanalyse er en forskningsmetode baseret på klassisk kontrolteori. Analyse af de dynamiske egenskaber ved hydrauliske systemer med klassisk kontrolteori er normalt begrænset til enkeltindgang og enkelt-output lineære systemer. Generelt etableres systemets matematiske model først, og dets trinvise form er skrevet, og derefter udføres Laplace -transformation, så systemets overførselsfunktion opnås, og derefter konverteres overførselsfunktionen af systemet til et Bode -diagramrepræsentation, der er let at analysere intuitivt. Endelig analyseres responskarakteristika gennem fasefrekvenskurven og amplitudefrekvenskurve i Bode-diagrammet. Når de støder på ikke -lineære problemer, ignoreres eller forenkles dens ikke -lineære faktorer ofte til et lineært system. Faktisk har hydrauliske systemer ofte komplekse ikke -lineære faktorer, så der er store analysefejl til analyse af de dynamiske egenskaber ved hydrauliske systemer med denne metode. Derudover behandler metoden med overførselsfunktionsanalysen forskningsobjektet som en sort boks, fokuserer kun på systemets input og output og diskuterer ikke den interne tilstand af forskningsobjektet.
Den tilstandsrumanalysemetode er at skrive den matematiske model for den dynamiske proces i det hydrauliske system, der undersøges som en statlig ligning, som er et første-ordens differentialligningssystem, der repræsenterer det første ordensderivat for hver tilstandsvariabel i det hydrauliske system. En funktion af flere andre tilstandsvariabler og inputvariabler; Dette funktionelle forhold kan være lineært eller ikke -lineært. For at skrive en matematisk model af den dynamiske proces i et hydraulisk system i form af en tilstandsligning er den almindeligt anvendte metode at bruge overførselsfunktionen til at udlede statens funktionsligning eller bruge den højere orden differentialligning til at udlede statens ligning, og strømbindingsdiagrammet kan også bruges til at liste over statligningen. Denne analysemetode er opmærksom på de interne ændringer i det undersøgte system og kan håndtere problemer med flere input og multi-output, hvilket i høj grad forbedrer manglerne ved overførselsfunktionsanalysemetoden.
Funktionsanalysemetoden inklusive overførselsfunktionsanalysemetoden og den statslige rumanalysemetode er det matematiske grundlag for mennesker til at forstå og analysere de interne dynamiske egenskaber ved det hydrauliske system. Beskrivelsesfunktionsmetoden bruges til analyse, så analysefejl forekommer uundgåeligt, og den bruges ofte i analysen af enkle systemer.
2.2 Simuleringsmetode
I den æra, hvor computerteknologi endnu ikke var populær, var det også en praktisk og effektiv forskningsmetode at bruge analoge computere eller analoge kredsløb til at simulere og analysere de dynamiske egenskaber ved hydrauliske systemer. Den analoge computer blev født før den digitale computer, og dens princip er at undersøge egenskaberne ved det analoge system baseret på ligheden i den matematiske beskrivelse af de ændrede love i forskellige fysiske mængder. Dens interne variabel er en kontinuerligt skiftende spændingsvariabel, og driften af variablen er baseret på det lignende driftsforhold mellem de elektriske egenskaber ved spænding, strøm og komponenter i kredsløbet.
Analoge computere er især egnede til at løse almindelige differentialligninger, så de kaldes også analoge differentielle analysatorer. De fleste af de dynamiske processer i fysiske systemer, herunder hydrauliske systemer, udtrykkes i den matematiske form af differentialligninger, så analoge computere er meget velegnede til simuleringsundersøgelser af dynamiske systemer.
Når simuleringsmetoden fungerer, er forskellige computerkomponenter forbundet i henhold til systemets matematiske model, og beregningerne udføres parallelt. Udgangsspændingerne for hver computerkomponent repræsenterer de tilsvarende variabler i systemet. Fordele ved forholdet. Imidlertid er hovedformålet med denne analysemetode at tilvejebringe en elektronisk model, der kan bruges til eksperimentel forskning snarere end at opnå en nøjagtig analyse af matematiske problemer, så den har den dødelige ulempe ved lav beregningsnøjagtighed; Derudover er dets analoge kredsløb ofte kompliceret i struktur, modstandsdygtig over for evnen til at forstyrre omverdenen er ekstremt dårlig.
2.3 Eksperimentel forskningsmetode
Den eksperimentelle forskningsmetode er en uundværlig forskningsmetode til analyse af de dynamiske egenskaber ved det hydrauliske system, især når der ikke er nogen praktisk teoretisk forskningsmetode, såsom digital simulering i fortiden, kan det kun analyseres ved eksperimentelle metoder. Gennem eksperimentel forskning kan vi intuitivt og virkelig forstå de dynamiske egenskaber ved det hydrauliske system og ændringerne af relaterede parametre, men analysen af det hydrauliske system gennem eksperimenter har ulemperne ved lang periode og høje omkostninger.
For det komplekse hydrauliske system er selv erfarne ingeniører ikke helt sikre på dets nøjagtige matematiske modellering, så det er umuligt at udføre korrekt analyse og forskning på dens dynamiske proces. Nøjagtigheden af den byggede model kan effektivt verificeres ved hjælp af metoden til at kombinere med eksperimentet, og forslag til revision kan leveres for at etablere den korrekte model; På samme tid kan resultaterne af de to sammenlignes ved simulering og eksperimentel forskning under den samme analyse af betingelserne for at sikre, at fejlene ved simulering og eksperimenter er inden for det kontrollerbare interval, så forskningscyklussen kan forkortes og fordelene kan forbedres på grundlag af at sikre effektivitet og kvalitet. Derfor bruges dagens eksperimentelle forskningsmetode ofte som et nødvendigt middel til at sammenligne og verificere den numeriske simulering eller andre teoretiske forskningsresultater af vigtige hydrauliske systemdynamiske egenskaber.
2.4 Digital simuleringsmetode
Fremskridt med moderne kontrolteori og udviklingen af computerteknologi har bragt en ny metode til undersøgelse af hydrauliske systemdynamiske egenskaber, det vil sige digital simuleringsmetode. I denne metode etableres den matematiske model for den hydrauliske systemproces først og udtrykkes af statens ligning, og derefter opnås tidsdomæneløsningen for hver hovedvariabel i systemet i den dynamiske proces på computeren.
Den digitale simuleringsmetode er velegnet til både lineære systemer og ikke -lineære systemer. Det kan simulere ændringerne af systemparametre under handlingen af enhver inputfunktion og derefter opnå en direkte og omfattende forståelse af den dynamiske proces i det hydrauliske system. Den dynamiske ydeevne af det hydrauliske system kan forudsiges på den første fase, så designresultaterne kan sammenlignes, verificeres og forbedres i tide, hvilket effektivt kan sikre, at det designede hydrauliske system har god arbejdspræstation og høj pålidelighed. Sammenlignet med andre midler og metoder til undersøgelse af hydraulisk dynamisk ydeevne har digital simuleringsteknologi fordelene ved nøjagtighed, pålidelighed, stærk tilpasningsevne, kort cyklus og økonomisk besparelse. Derfor er den digitale simuleringsmetode blevet vidt brugt inden for hydraulisk dynamisk præstationsundersøgelse.
3. Udviklingsretning for forskningsmetoder til hydrauliske dynamiske egenskaber
Gennem den teoretiske analyse af den digitale simuleringsmetode kombineret med forskningsmetoden til sammenligning og verifikation af de eksperimentelle resultater er den blevet mainstream -metoden til undersøgelse af de hydrauliske dynamiske egenskaber. På grund af overlegenheden ved digital simuleringsteknologi vil udviklingen af forskning på hydrauliske dynamiske egenskaber endvidere være tæt integreret med udviklingen af digital simuleringsteknologi. Dybdegående undersøgelse af modelleringsteorien og relaterede algoritmer i det hydrauliske system og udviklingen af hydraulisk systemsimuleringssoftware, der er let at modellere, så hydrauliske teknikere kan bruge mere energi til forskningen i det essentielle arbejde i det hydrauliske system er udviklingen af området for hydraulisk dynamisk karakteristika. en af anvisningerne.
I betragtning af kompleksiteten af sammensætningen af moderne hydrauliske systemer er mekaniske, elektriske og endda pneumatiske problemer ofte involveret i studiet af deres dynamiske egenskaber. Det kan ses, at den dynamiske analyse af det hydrauliske system undertiden er en omfattende analyse af problemer, såsom elektromekanisk hydraulik. Derfor er udviklingen af universel hydraulisk simuleringssoftware kombineret med de respektive fordele ved simuleringssoftware inden for forskellige forskningsområder for at opnå multi-dimensionel fælles simulering af hydrauliske systemer blevet hovedudviklingsretningen for den aktuelle hydrauliske dynamiske karakteristika-forskningsmetode.
Med forbedring af ydelseskravene i det moderne hydrauliske system kan det traditionelle hydrauliske system til at afslutte den forudbestemte handlingscyklus af aktuatoren og opfylde systemets statiske ydelseskrav ikke længere opfylde kravene, så det er bydende nødvendigt at studere de dynamiske egenskaber i det hydrauliske system.
På grundlag af at uddybe essensen af forskningen på de dynamiske egenskaber ved det hydrauliske system introducerer dette papir detaljeret fire hovedmetoder til undersøgelse af de dynamiske egenskaber ved det hydrauliske system, herunder funktionsanalysemetoden, simuleringsmetoden, den eksperimentelle forskningsmetode og den digitale simuleringsmetode og deres fordele og adskillelse. Det påpeges, at udviklingen af hydraulisk systemsimuleringssoftware, der er let at modellere, og den fælles simulering af multi-domain-simuleringssoftware er de vigtigste udviklingsretninger for forskningsmetoden for hydrauliske dynamiske egenskaber i fremtiden.
Posttid: Jan-17-2023