Завдяки постійному розвитку та прогресу гідравлічних технологій поля її застосування стають все більш обширними. Гідравлічна система, що використовується для виконання функцій передачі та управління, стає все більш складною, а більш високі вимоги висуваються для її гнучкості системи та різних виступів. Все це принесло більш точні та глибші вимоги до проектування та виготовлення сучасних гідравлічних систем. Це далеко не в змозі задовольнити вищезазначені вимоги, використовуючи традиційну систему для завершення заздалегідь визначеного циклу дії приводу та відповідності статичних вимог до виконання системи.
Тому для дослідників, які займаються проектуванням сучасних гідравлічних систем, дуже необхідно вивчити динамічні характеристики систем гідравлічної передачі та управління, розуміти та освоїти динамічні характеристики та зміни параметрів у процесі робочої сили гідравлічної системи, щоб подальше вдосконалити та вдосконалити гідравлічну систему. .
1. Суть динамічних характеристик гідравлічної системи
Динамічні характеристики гідравлічної системи по суті є характеристиками, які гідравлічна система виявляє під час втрати свого первісного стану рівноваги та досягнення нового стану рівноваги. Крім того, є дві основні причини розбиття початкового рівноважного стану гідравлічної системи та запуску її динамічного процесу: один викликаний зміною процесу трансмісії або системи управління; Інший викликаний зовнішнім втручанням. У цьому динамічному процесі кожна змінна параметра в гідравлічній системі змінюється з часом, а продуктивність цього процесу зміни визначає якість динамічних характеристик системи.
2. Метод дослідження гідравлічних динамічних характеристик
Основними методами вивчення динамічних характеристик гідравлічних систем є метод аналізу функцій, метод моделювання, експериментальний метод дослідження та метод цифрового моделювання.
2.1 Метод аналізу функцій
Аналіз функцій передачі - це метод дослідження, заснований на класичній теорії контролю. Аналіз динамічних характеристик гідравлічних систем з класичною теорією управління, як правило, обмежується однопрохідними та однопродуктивними лінійними системами. Як правило, спочатку встановлюється математична модель системи, і її поступова форма записується, а потім виконується перетворення Лапласа, так що функція передачі системи отримана, а потім функція передачі системи перетворюється на представлення діаграми BODE, яке легко аналізувати інтуїтивно. Нарешті, характеристики відповіді аналізуються за допомогою кривої фазової частоти та кривої амплітуди на діаграмі BODE. Зіткнувшись з нелінійними проблемами, його нелінійні фактори часто ігноруються або спрощуються в лінійну систему. Насправді, гідравлічні системи часто мають складні нелінійні фактори, тому існують великі помилки аналізу в аналізі динамічних характеристик гідравлічних систем з цим методом. Крім того, метод аналізу функцій передачі трактує об'єкт дослідження як чорну скриньку, зосереджується лише на вході та виході системи і не обговорює внутрішній стан об'єкта дослідження.
Метод аналізу простору стану полягає в тому, щоб записати математичну модель динамічного процесу, що вивчається гідравлічна система, що вивчається як рівняння стану, яка є системою диференціального рівняння першого порядку, яка представляє похідну першого порядку кожної змінної стану в гідравлічній системі. Функція кількох інших змінних станів та вхідних змінних; Це функціональне співвідношення може бути лінійним або нелінійним. Для запису математичної моделі динамічного процесу гідравлічної системи у вигляді рівняння стану, загально використовуваним методом є використання функції передачі для отримання рівняння функції стану або використання диференціального рівняння вищого порядку для отримання рівняння стану, і для переліку рівняння стану. Цей метод аналізу звертає увагу на внутрішні зміни досліджуваної системи та може вирішити проблеми з багатопудинними та багатопродуктивними проблемами, що значно покращує недоліки методу аналізу функцій передачі.
Метод аналізу функцій, включаючи метод аналізу функцій передачі та метод аналізу простору стану, є математичною основою для розуміння та аналізу внутрішніх динамічних характеристик гідравлічної системи. Метод функції опису використовується для аналізу, тому неминуче виникають помилки аналізу, і він часто використовується в аналізі простих систем.
2.2 Метод моделювання
В епоху, коли комп'ютерна технологія ще не була популярною, використовуючи аналогові комп'ютери або аналогові схеми для імітації та аналізу динамічних характеристик гідравлічних систем, також був практичним та ефективним методом дослідження. Аналоговий комп'ютер народився перед цифровим комп’ютером, і його принцип полягає у вивченні характеристик аналогової системи на основі подібності в математичному описі законів, що змінюються, різних фізичних величин. Його внутрішня змінна - це постійно змінюється змінна напруги, а робота змінної заснована на аналогічному співвідношенні електричних характеристик напруги, струму та компонентів у ланцюзі.
Аналогові комп’ютери особливо придатні для вирішення звичайних диференціальних рівнянь, тому їх також називають аналоговими диференціальними аналізаторами. Більшість динамічних процесів фізичних систем, включаючи гідравлічні системи, виражаються в математичній формі диференціальних рівнянь, тому аналогові комп'ютери дуже підходять для моделювання досліджень динамічних систем.
Коли метод моделювання працює, різні обчислювальні компоненти підключаються відповідно до математичної моделі системи, а розрахунки проводяться паралельно. Вихідні напруги кожного обчислювального компонента представляють відповідні змінні в системі. Переваги відносин. Однак основна мета цього методу аналізу - забезпечити електронну модель, яка може бути використана для експериментальних досліджень, а не для отримання точного аналізу математичних проблем, тому вона має фатальний недолік низької точності розрахунку; Крім того, його аналоговий ланцюг часто є складним за структурою, стійкий до здатності втручатися у зовнішній світ надзвичайно поганий.
2.3 Експериментальний метод дослідження
Експериментальний метод дослідження - це незамінний метод дослідження для аналізу динамічних характеристик гідравлічної системи, особливо коли в минулому немає практичного теоретичного методу дослідження, такого як цифрове моделювання, його можна проаналізувати лише експериментальними методами. За допомогою експериментальних досліджень ми можемо інтуїтивно і по -справжньому розуміти динамічні характеристики гідравлічної системи та зміни пов'язаних параметрів, але аналіз гідравлічної системи через експерименти має недоліки тривалого періоду та високої вартості.
Крім того, для складної гідравлічної системи навіть досвідчені інженери не повністю впевнені в його точному математичному моделюванні, тому неможливо провести правильний аналіз та дослідження його динамічного процесу. Точність побудованої моделі може бути ефективно перевірена методом поєднання з експериментом, і пропозиції щодо перегляду можуть бути надані для встановлення правильної моделі; У той же час, результати двох можна порівняти за допомогою моделювання та експериментальних досліджень в одних і тих же умовах, щоб переконатися, що помилки моделювання та експериментів знаходяться в межах керованого діапазону, щоб дослідницький цикл міг бути скорочений і переваги можна покращити на основі ефективності та якості. Тому сьогоднішній експериментальний метод дослідження часто використовується як необхідний засіб для порівняння та перевірки чисельного моделювання чи інших теоретичних результатів досліджень важливих динамічних характеристик гідравлічної системи.
2.4 Метод цифрового моделювання
Прогрес сучасної теорії управління та розробка комп'ютерних технологій приніс новий метод вивчення динамічних характеристик гідравлічної системи, тобто метод цифрового моделювання. У цьому методі математична модель процесу гідравлічної системи встановлюється спочатку і виражена рівнянням стану, а потім розчину часу кожної основної змінної системи в динамічному процесі отримується на комп'ютері.
Метод цифрового моделювання підходить як для лінійних систем, так і для нелінійних систем. Він може імітувати зміни параметрів системи під дією будь -якої функції введення, а потім отримати пряме та всебічне розуміння динамічного процесу гідравлічної системи. Динамічну продуктивність гідравлічної системи можна передбачити на першому етапі, щоб результати проектування можна було порівняти, перевірити та вдосконалювати в часі, що може ефективно забезпечити, щоб розроблена гідравлічна система мала хороші робочі показники та високу надійність. Порівняно з іншими засобами та методами вивчення гідравлічних динамічних показників, технологія цифрового моделювання має переваги точності, надійності, сильної пристосованості, короткого циклу та економічної економії. Тому метод цифрового моделювання широко застосовується в галузі гідравлічних динамічних досліджень.
3. Напрямок розробки методів дослідження гідравлічних динамічних характеристик
За допомогою теоретичного аналізу методу цифрового моделювання в поєднанні з методом дослідження порівняння та перевірки результатів експерименту він став основним методом вивчення гідравлічних динамічних характеристик. Крім того, завдяки перевазі технології цифрового моделювання розробка досліджень гідравлічних динамічних характеристик буде тісно інтегрована з розробкою технології цифрового моделювання. Поглиблене вивчення теорії моделювання та пов'язаних з ними алгоритмів гідравлічної системи та розробка програмного забезпечення для моделювання гідравлічної системи, яке легко моделювати, щоб гідравлічні технічні працівники могли присвятити більше енергії дослідженню основної роботи гідравлічної системи,-це розвиток поля гідравлічного динамічного дослідження. один із вказівок.
Крім того, з огляду на складність складу сучасних гідравлічних систем, механічні, електричні та навіть пневматичні проблеми часто беруть участь у вивченні їх динамічних характеристик. Видно, що динамічний аналіз гідравлічної системи іноді є всебічним аналізом таких проблем, як електромеханічна гідравліка. Таким чином, розробка універсального програмного забезпечення для гідравлічного моделювання в поєднанні з відповідними перевагами програмного забезпечення для моделювання в різних галузях досліджень для досягнення багатовимірного спільного моделювання гідравлічних систем стало основним напрямком розвитку поточного методу дослідження гідравлічних динамічних характеристик.
З вдосконаленням вимог до продуктивності сучасної гідравлічної системи традиційна гідравлічна система для завершення заздалегідь визначеного циклу дії приводу та відповідати статичним вимогам системи системи більше не може відповідати вимогам, тому необхідно для вивчення динамічних характеристик гідравлічної системи.
На основі пояснення сутності досліджень динамічних характеристик гідравлічної системи в цьому документі детально вводиться чотири основні методи вивчення динамічних характеристик гідравлічної системи, включаючи метод аналізу функцій, метод моделювання, метод експериментального дослідження та метод цифрового моделювання, а також їх переваги та недоліки. Вказується, що розробка програмного забезпечення для моделювання гідравлічної системи, яке легко моделювати, та спільне моделювання програмного забезпечення для багатодоменного моделювання є основними напрямками розробки методу дослідження гідравлічних динамічних характеристик у майбутньому.
Час повідомлення: 17-2023 січня