Med den kontinuerliga utvecklingen och framstegen inom hydrauliktekniken blir dess applikationsområden mer och mer omfattande.Hydraulsystemet som används för att komplettera transmissions- och styrfunktionerna blir mer och mer komplext och högre krav ställs på dess systemflexibilitet och olika prestanda.Alla dessa har medfört mer precisa och djupare krav på design och tillverkning av moderna hydraulsystem.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 de statiska prestandakraven för systemet.
Därför, för forskare som är engagerade i design av moderna hydrauliska system, är det mycket nödvändigt att studera de dynamiska egenskaperna hos hydrauliska transmissions- och styrsystem, förstå och bemästra de dynamiska egenskaperna och parameterändringarna i det hydrauliska systemets arbetsprocess, för att förbättra och förbättra hydraulsystemet ytterligare..
1. Kärnan i hydraulsystemets dynamiska egenskaper
Det hydrauliska systemets dynamiska egenskaper 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 huvudorsaker till att bryta det ursprungliga jämviktstillståndet för det hydrauliska systemet och utlösa dess dynamiska process: den ena orsakas av processändringen av transmissionen eller styrsystemet;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 huvudsakliga metoderna för att studera de dynamiska egenskaperna hos hydrauliska system är funktionsanalysmetod, simuleringsmetod, experimentell forskningsmetod och digital simuleringsmetod.
2.1 Funktionsanalysmetod
Transferfunktionsanalys är en forskningsmetod baserad på klassisk kontrollteori.Att analysera de dynamiska egenskaperna hos hydrauliska system med klassisk styrteori är vanligtvis begränsad till linjära system med enkel ingång och enkelutgång.I allmänhet upprättas först den matematiska modellen av systemet, och dess inkrementella form skrivs, och sedan utförs Laplace-transform, så att Systemets överföringsfunktion erhålls, och sedan konverteras systemets överföringsfunktion till en Bode diagramrepresentation som är lätt att analysera intuitivt.Slutligen analyseras svarsegenskaperna genom fas-frekvenskurvan och amplitud-frekvenskurvan i Bode-diagrammet.När man stöter på olinjära problem ignoreras ofta dess olinjära faktorer eller förenklas till ett linjärt system.Faktum är att hydrauliska system ofta har komplexa olinjära faktorer, så det finns stora analysfel när man analyserar de dynamiska egenskaperna hos hydrauliska system med denna metod.Dessutom behandlar analysmetoden för överföringsfunktioner forskningsobjektet som en svart låda, fokuserar endast på systemets input och output och diskuterar inte forskningsobjektets interna tillstånd.
Metoden för tillståndsrymdanalys är att skriva den matematiska modellen av den dynamiska processen i det hydrauliska systemet som studeras som en tillståndsekvation, vilket är ett första ordningens differentialekvationssystem, som representerar första ordningens derivata av varje tillståndsvariabel i den hydrauliska systemet.En funktion av flera andra tillståndsvariabler och indatavariabler;detta funktionella förhållande kan vara linjärt eller olinjärt.För att skriva en matematisk modell av den dynamiska processen i ett hydrauliskt system i form av en tillståndsekvation, är den vanligaste metoden att använda överföringsfunktionen för att härleda tillståndsfunktionsekvationen, eller använda den högre ordningens differentialekvationen för att härleda tillståndsekvationen, och effektbindningsdiagrammet kan också användas för att lista tillståndsekvationen.Denna analysmetod uppmärksammar de interna förändringarna i det undersökta systemet och kan hantera problem med flera input och multi-output, vilket avsevärt förbättrar bristerna i analysmetoden för överföringsfunktioner.
Funktionsanalysmetoden inklusive överföringsfunktionsanalysmetoden och tillståndsrumsanalysmetoden är den matematiska grunden för att människor ska förstå och analysera hydraulsystemets interna dynamiska egenskaper.Beskrivningsfunktionsmetoden används för analys, så analysfel uppstår oundvikligen, och den används ofta i analys av enkla system.
2.2 Simuleringsmetod
På den tid då datorteknik 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 förändrade lagarna för olika fysiska storheter.Dess interna variabel är en kontinuerligt föränderlig spänningsvariabel, och driften av variabeln är baserad på det liknande driftsförhållandet för de elektriska egenskaperna hos spänningen, strömmen och komponenterna i kretsen.
Analoga datorer är särskilt lämpade för att lösa vanliga differentialekvationer, så de kallas även för analoga differentialanalysatorer.De flesta av de dynamiska processerna i fysiska system inklusive hydrauliska system uttrycks i den matematiska formen av differentialekvationer, så analoga datorer är mycket lämpliga för simuleringsforskning av dynamiska system.
När simuleringsmetoden fungerar kopplas olika beräkningskomponenter ihop enligt systemets matematiska modell och beräkningarna utförs parallellt.Utspänningarna för varje beräkningskomponent representerar motsvarande variabler i systemet.Fördelar med relationen.Huvudsyftet med denna analysmetod är dock att tillhandahålla en elektronisk modell som kan användas för experimentell forskning, snarare än att få en noggrann analys av matematiska problem, så den har den fatala nackdelen av låg beräkningsnoggrannhet;dessutom är dess analoga krets ofta komplex i strukturen, resistent mot Förmågan att störa omvärlden är extremt dålig.
2.3 Experimentell forskningsmetod
Den experimentella forskningsmetoden är en oumbärlig forskningsmetod för att analysera hydraulsystemets dynamiska egenskaper, särskilt när det inte finns någon praktisk teoretisk forskningsmetod som 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.
Dessutom, för det komplexa hydrauliska systemet, är inte ens erfarna ingenjörer helt säkra på dess korrekta matematiska modellering, så det är omöjligt att utföra korrekt analys och forskning om dess dynamiska process.Den byggda modellens noggrannhet kan effektivt verifieras genom metoden att kombinera med experimentet, och förslag på revidering kan ges för att fastställa den korrekta modellen;samtidigt kan resultaten av 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 området, så att forskningscykeln kan förkortas och fördelarna kan förbättras utifrån att säkerställa effektivitet och kvalitet.Därför används dagens experimentella forskningsmetod ofta som ett nödvändigt medel för att jämföra och verifiera den numeriska simuleringen eller andra teoretiska forskningsresultat av viktiga hydrauliska systemdynamiska egenskaper.
2.4 Digital simuleringsmetod
Framstegen inom modern styrteori och utvecklingen av datorteknik har medfört en ny metod för att studera hydrauliska system dynamiska egenskaper, det vill säga digital simuleringsmetod.I denna metod upprättas först den matematiska modellen för den hydrauliska systemprocessen och uttrycks av 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.Den kan simulera förändringar av systemparametrar under verkan av valfri ingångsfunktion och sedan få en direkt och heltäckande förståelse av hydraulsystemets dynamiska process.Hydraulsystemets dynamiska prestanda kan förutsägas i det första steget, så att designresultaten kan jämföras, verifieras och förbättras i tid, vilket effektivt kan säkerställa att det designade hydraulsystemet har bra arbetsprestanda och hög tillförlitlighet.Jämfört med andra metoder och metoder för att studera hydraulisk dynamisk prestanda, har digital simuleringsteknik fördelarna med noggrannhet, tillförlitlighet, stark anpassningsförmåga, kort cykel och ekonomiska besparingar.Därför har den digitala simuleringsmetoden använts i stor utsträckning inom området för forskning om hydraulisk dynamisk prestanda.
3. Utvecklingsriktning av 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 den blivit den vanliga metoden för att studera de hydrauliska dynamiska egenskaperna.På grund av den digitala simuleringsteknikens överlägsenhet kommer utvecklingen av forskning om hydrauliska dynamiska egenskaper dessutom att vara nära integrerad med utvecklingen av digital simuleringsteknik.Fördjupad studie av modelleringsteorin och relaterade algoritmer för det hydrauliska systemet, och utvecklingen av hydraulsystemsimuleringsmjukvara som är lätt att modellera, så att hydraultekniker kan ägna mer energi åt forskningen av det väsentliga arbetet med det hydrauliska systemet. utvecklingen av området för forskning om hydrauliska dynamiska egenskaper.en av riktningarna.
Dessutom, med tanke på komplexiteten i sammansättningen av moderna hydrauliska system, är mekaniska, elektriska och till och med pneumatiska problem ofta involverade i studiet av deras dynamiska egenskaper.Det kan ses att den dynamiska analysen av det hydrauliska systemet ibland är en omfattande analys av problem som elektromekanisk hydraulik.Därför har utvecklingen av universell mjukvara för hydraulisk simulering, i kombination med respektive fördelar med simuleringsprogramvara inom olika forskningsområden, för att uppnå flerdimensionell gemensam simulering av hydrauliska system blivit den huvudsakliga utvecklingsriktningen för den nuvarande forskningsmetoden för hydrauliska dynamiska egenskaper.
Med förbättringen av prestandakraven för det moderna hydraulsystemet kan det traditionella hydraulsystemet för att slutföra den förutbestämda handlingscykeln för ställdonet och uppfylla de statiska prestandakraven för systemet inte längre uppfylla kraven, så det är absolut nödvändigt att studera de dynamiska egenskaperna hos det hydrauliska systemet.
På grundval av att förklara kärnan i forskningen om hydraulsystemets dynamiska egenskaper, introducerar denna uppsats i detalj fyra huvudmetoder för att studera det hydrauliska systemets dynamiska egenskaper, inklusive funktionsanalysmetoden, simuleringsmetoden, den experimentella forskningen metoden och den digitala simuleringsmetoden, samt deras för- och nackdelar.Det påpekas att utvecklingen av simuleringsmjukvara för hydrauliska system som är lätt att modellera och gemensam simulering av simuleringsmjukvara för flera domäner är de viktigaste utvecklingsriktningarna för forskningsmetoden för hydrauliska dynamiska egenskaper i framtiden.
Posttid: 2023-jan-17