Med den kontinuerliga utvecklingen och framstegen med hydraulteknologi blir dess applikationsfält mer och mer omfattande. Det hydrauliska systemet som används för att slutföra överförings- och kontrollfunktionerna blir mer och mer komplexa, och högre krav läggs fram för dess systemflexibilitet och olika prestationer. Alla dessa har väckt mer exakta och djupare krav till design och tillverkning av moderna hydrauliska system. Det är långt ifrån att kunna uppfylla ovanstående krav endast genom att använda det traditionella systemet för att slutföra den förutbestämda handlingscykeln för ställdonet och uppfylla systemets statiska prestanda.
För forskare som är engagerade i utformningen av moderna hydrauliska system är det därför mycket nödvändigt att studera de dynamiska egenskaperna hos hydrauliska transmissions- och kontrollsystem, förstå och behärska de dynamiska egenskaperna och parameterförändringarna i arbetsprocessen för det hydrauliska systemet, för att ytterligare förbättra och perfekt hydraulsystemet. .
1. Kärnan i det dynamiska egenskaperna hos det hydrauliska systemet
De dynamiska egenskaperna hos det hydrauliska systemet är i huvudsak de egenskaper som det hydrauliska systemet uppvisar under processen att förlora sitt ursprungliga jämviktstillstånd och nå ett nytt jämviktstillstånd. Dessutom finns det två huvudsakliga skäl för att bryta det ursprungliga jämviktstillståndet i det hydrauliska systemet och utlösa dess dynamiska process: en orsakas av processändringen av transmissions- eller kontrollsystemet; den andra orsakas av yttre störningar. I denna dynamiska process förändras varje parametervariabel i det hydrauliska systemet med tiden, och prestandan för denna förändringsprocess bestämmer kvaliteten på systemets dynamiska egenskaper.
2. Forskningsmetod för hydrauliska dynamiska egenskaper
De viktigaste metoderna för att studera de dynamiska egenskaperna hos hydrauliska system är funktionsanalysmetod, simuleringsmetod, experimentell forskningsmetod och digital simuleringsmetod.
2.1 Funktionsanalysmetod
Överföringsfunktionsanalys är en forskningsmetod baserad på klassisk kontrollteori. Att analysera de dynamiska egenskaperna hos hydrauliska system med klassisk kontrollteori är vanligtvis begränsad till linjära system med en inmatning och enstaka. Generellt upprättas den matematiska modellen för systemet först, och dess inkrementella form skrivs, och sedan utförs Laplace -transform, så att systemets överföringsfunktion erhålls och sedan omvandlas överföringsfunktionen för systemet till en Bode -diagram -representation som är lätt att analysera intuitivt. Slutligen analyseras svaregenskaperna genom fasfrekvenskurvan och amplitudfrekvenskurvan i Bode-diagrammet. När man möter olinjära problem ignoreras eller förenklar dess olinjära faktorer ofta i ett linjärt system. I själva verket har hydrauliska system ofta komplexa olinjära faktorer, så det finns stora analysfel vid analys av de dynamiska egenskaperna hos hydrauliska system med denna metod. Dessutom behandlar metoden för överföringsfunktionsanalys forskningsobjektet som en svart ruta, fokuserar bara på systemets ingång och utgång och diskuterar inte forskningsobjektets interna tillstånd.
Den tillståndsutrymmeanalysmetoden är att skriva den matematiska modellen för den dynamiska processen för det hydrauliska systemet som studeras som en tillståndsekvation, som är ett första ordning differentiellt ekvationssystem, som representerar det första ordningsderivatet för varje tillståndsvariabel i det hydrauliska systemet. En funktion av flera andra tillståndsvariabler och inmatningsvariabler; Detta funktionella förhållande kan vara linjärt eller olinjärt. För att skriva en matematisk modell av den dynamiska processen för ett hydrauliskt system i form av en tillståndsekvation, är den vanligt använda metoden att använda överföringsfunktionen för att härleda tillståndsekvationen, eller använda den högre ordningens differentiella ekvation för att härleda tillståndsekvationen, och kraftbindningsdiagrammet kan också användas för att lista tillståndsekvationen. Denna analysmetod uppmärksammar de interna förändringarna i det undersökta systemet och kan hantera problem med flera ingångar och flera utgångar, vilket förbättrar bristerna i överföringsfunktionsanalysmetoden.
Funktionsanalysmetoden inklusive metoden för överföringsfunktionsanalys och tillståndsmetoden för tillståndsutrymme är den matematiska grunden för människor att förstå och analysera de interna dynamiska egenskaperna hos det hydrauliska systemet. Beskrivningsfunktionsmetoden används för analys, så analysfel förekommer oundvikligen, och den används ofta i analysen av enkla system.
2.2 Simuleringsmetod
I den tid då datatekniken ännu inte var populär var det också en praktisk och effektiv forskningsmetod att använda analoga datorer eller analoga kretsar för att simulera och analysera de dynamiska egenskaperna hos hydrauliska system. Den analoga datorn föddes före den digitala datorn, och dess princip är att studera egenskaperna hos det analoga systemet baserat på likheten i den matematiska beskrivningen av de föränderliga lagarna i olika fysiska mängder. Dess interna variabel är en kontinuerligt föränderlig spänningsvariabel, och driften av variabeln är baserad på det liknande driftsförhållandet mellan de elektriska egenskaperna hos spännings-, ström- och komponenterna i kretsen.
Analoga datorer är särskilt lämpliga för att lösa vanliga differentiella ekvationer, så de kallas också analoga differentiella analysatorer. De flesta av de dynamiska processerna för fysiska system inklusive hydrauliska system uttrycks i den matematiska formen av differentiella ekvationer, så analoga datorer är mycket lämpliga för simuleringsforskningen av dynamiska system.
När simuleringsmetoden fungerar är olika datorkomponenter anslutna enligt systemets matematiska modell och beräkningarna utförs parallellt. Utgångsspänningarna för varje datorkomponent representerar motsvarande variabler i systemet. Fördelar med relationen. Det huvudsakliga syftet med denna analysmetod är emellertid att tillhandahålla en elektronisk modell som kan användas för experimentell forskning, snarare än att få en exakt analys av matematiska problem, så den har den dödliga nackdelen med låg beräkningsnoggrannhet; Dessutom är dess analoga krets ofta komplex i struktur, resistent mot förmågan att störa omvärlden är extremt dålig.
2.3 Experimentell forskningsmetod
Den experimentella forskningsmetoden är en oundgänglig forskningsmetod för att analysera de dynamiska egenskaperna hos det hydrauliska systemet, särskilt när det inte finns någon praktisk teoretisk forskningsmetod såsom digital simulering tidigare, kan den endast analyseras med experimentella metoder. Genom experimentell forskning kan vi intuitivt och verkligen förstå de dynamiska egenskaperna hos det hydrauliska systemet och förändringarna av relaterade parametrar, men analysen av det hydrauliska systemet genom experiment har nackdelarna med lång period och höga kostnader.
För det komplexa hydrauliska systemet är till och med erfarna ingenjörer inte helt säkra på dess exakta matematiska modellering, så det är omöjligt att göra korrekt analys och forskning om dess dynamiska process. Noggrannheten för den byggda modellen kan effektivt verifieras genom metoden för att kombinera med experimentet, och förslag till revision kan tillhandahållas för att fastställa rätt modell; Samtidigt kan resultaten från de två jämföras genom simulering och experimentell forskning under samma förhållanden analys, för att säkerställa att felen i simulering och experiment ligger inom det kontrollerbara intervallet, så att forskningscykeln kan förkortas och fördelarna kan förbättras på grund av att säkerställa effektivitet och kvalitet. Därför används dagens experimentella forskningsmetod ofta som ett nödvändigt sätt för att jämföra och verifiera den numeriska simuleringen eller andra teoretiska forskningsresultat av viktiga hydrauliska systemdynamiska egenskaper.
2.4 Digital simuleringsmetod
Framstegen med modern kontrollteori och utvecklingen av datateknik har medfört en ny metod för att studera hydrauliska systemdynamiska egenskaper, det vill säga digital simuleringsmetod. I denna metod etableras den matematiska modellen för den hydrauliska systemprocessen först och uttrycks genom tillståndsekvationen, och sedan erhålls tidsdomänlösningen för varje huvudvariabel i systemet i den dynamiska processen på datorn.
Den digitala simuleringsmetoden är lämplig för både linjära system och icke -linjära system. Det kan simulera förändringarna av systemparametrar under verkan av alla ingångsfunktioner och sedan få en direkt och omfattande förståelse av den dynamiska processen för det hydrauliska systemet. Det dynamiska prestanda för det hydrauliska systemet kan förutsägas i det första steget, så att designresultaten kan jämföras, verifieras och förbättras i tid, vilket effektivt kan säkerställa att det utformade hydraulsystemet har god arbetsprestanda och hög tillförlitlighet. Jämfört med andra medel och metoder för att studera hydraulisk dynamisk prestanda har digital simuleringsteknologi fördelarna med noggrannhet, tillförlitlighet, stark anpassningsförmåga, kort cykel och ekonomiska besparingar. Därför har den digitala simuleringsmetoden använts i stor utsträckning inom området hydraulisk dynamisk prestationsforskning.
3. Utvecklingsriktning för forskningsmetoder för hydrauliska dynamiska egenskaper
Genom den teoretiska analysen av den digitala simuleringsmetoden, i kombination med forskningsmetoden för att jämföra och verifiera de experimentella resultaten, har det blivit den vanliga metoden för att studera de hydrauliska dynamiska egenskaperna. På grund av överlägsenheten av digital simuleringsteknologi kommer utvecklingen av forskning om hydrauliska dynamiska egenskaper att vara nära integrerad med utvecklingen av digital simuleringsteknik. Fördjupad studie av modelleringsteorin och relaterade algoritmer för det hydrauliska systemet och utvecklingen av hydraulsystemets simuleringsprogramvara som är lätt att modellera, så att hydrauliska tekniker kan ägna mer energi åt forskning om det väsentliga arbetet i det hydrauliska systemet är utvecklingen av området hydrauliska dynamiska egenskaper. en av anvisningarna.
Med tanke på komplexiteten i sammansättningen av moderna hydrauliska system är mekaniska, elektriska och till och med pneumatiska problem ofta involverade i studien av deras dynamiska egenskaper. Det kan ses att den dynamiska analysen av det hydrauliska systemet ibland är en omfattande analys av problem såsom elektromekanisk hydraulik. Därför har utvecklingen av universell hydraulisk simuleringsprogramvara, i kombination med respektive fördelar med simuleringsprogramvara inom olika forskningsområden, för att uppnå multidimensionell ledsimulering av hydraulsystem blivit den huvudsakliga utvecklingsriktningen för den nuvarande hydrauliska dynamiska egenskaperna för forskning.
Med förbättringen av prestandakraven i det moderna hydrauliska systemet kan det traditionella hydrauliska systemet för att slutföra den förutbestämda handlingscykeln för ställdonet och uppfylla systemets statiska prestandakrav inte längre uppfylla kraven, så det är absolut nödvändigt att studera det dynamiska egenskaperna hos det hydrauliska systemet.
På grundval av att utskaffa essensen i forskningen om de dynamiska egenskaperna hos det hydrauliska systemet introducerar detta dokument i detalj fyra huvudmetoder för att studera de dynamiska egenskaperna hos det hydrauliska systemet, inklusive funktionsanalysmetoden, simuleringsmetoden, den experimentella forskningsmetoden och den digitala simuleringsmetoden och deras fördelar och nackdelar. Det påpekas att utvecklingen av hydraulisk systemsimuleringsprogramvara som är lätt att modellera och den gemensamma simuleringen av multidomänssimuleringsprogramvara är de viktigaste utvecklingsriktningarna för forskningsmetoden för hydrauliska dynamiska egenskaper i framtiden.
Posttid: jan-17-2023