Kaedah penyelidikan ciri -ciri dinamik sistem hidraulik

Dengan perkembangan berterusan dan kemajuan teknologi hidraulik, bidang aplikasinya menjadi semakin luas. Sistem hidraulik yang digunakan untuk melengkapkan fungsi penghantaran dan kawalan menjadi semakin kompleks, dan keperluan yang lebih tinggi dikemukakan untuk fleksibiliti sistem dan pelbagai persembahan. Semua ini telah membawa keperluan yang lebih tepat dan lebih mendalam kepada reka bentuk dan pembuatan sistem hidraulik moden. Ia jauh dari dapat memenuhi keperluan di atas hanya dengan menggunakan sistem tradisional untuk menyelesaikan kitaran tindakan yang telah ditetapkan oleh penggerak dan memenuhi keperluan prestasi statik sistem.

Oleh itu, bagi penyelidik yang terlibat dalam reka bentuk sistem hidraulik moden, sangat diperlukan untuk mengkaji ciri -ciri dinamik sistem penghantaran dan kawalan hidraulik, memahami dan menguasai ciri -ciri dinamik dan perubahan parameter dalam proses kerja sistem hidraulik, untuk terus memperbaiki dan menyempurnakan sistem hidraulik. .

1. Inti dari ciri -ciri dinamik sistem hidraulik

Ciri -ciri dinamik sistem hidraulik pada dasarnya adalah ciri -ciri yang dipamerkan sistem hidraulik semasa proses kehilangan keadaan keseimbangan asalnya dan mencapai keadaan keseimbangan baru. Selain itu, terdapat dua sebab utama untuk memecahkan keadaan keseimbangan asal sistem hidraulik dan mencetuskan proses dinamiknya: satu disebabkan oleh perubahan proses sistem penghantaran atau kawalan; Yang lain disebabkan oleh gangguan luaran. Dalam proses dinamik ini, setiap pemboleh ubah parameter dalam sistem hidraulik berubah dengan masa, dan prestasi proses perubahan ini menentukan kualiti ciri -ciri dinamik sistem.

2. Kaedah penyelidikan ciri dinamik hidraulik

Kaedah utama untuk mengkaji ciri -ciri dinamik sistem hidraulik adalah kaedah analisis fungsi, kaedah simulasi, kaedah penyelidikan eksperimen dan kaedah simulasi digital.

2.1 Kaedah Analisis Fungsi
Analisis fungsi pemindahan adalah kaedah penyelidikan berdasarkan teori kawalan klasik. Menganalisis ciri-ciri dinamik sistem hidraulik dengan teori kawalan klasik biasanya terhad kepada sistem linear input tunggal dan tunggal. Umumnya, model matematik sistem ditubuhkan terlebih dahulu, dan bentuk tambahannya ditulis, dan kemudian transformasi Laplace dilakukan, supaya fungsi pemindahan sistem diperolehi, dan kemudian fungsi pemindahan sistem ditukar menjadi perwakilan gambarajah Bode yang mudah dianalisis secara intuitif. Akhirnya, ciri-ciri tindak balas dianalisis melalui lengkung frekuensi fasa dan lengkung frekuensi amplitud dalam gambarajah Bode. Apabila menghadapi masalah tak linear, faktor tak linearnya sering diabaikan atau dipermudahkan ke dalam sistem linear. Malah, sistem hidraulik sering mempunyai faktor tak linear yang kompleks, jadi terdapat kesilapan analisis yang besar dalam menganalisis ciri -ciri dinamik sistem hidraulik dengan kaedah ini. Di samping itu, kaedah analisis fungsi pemindahan merawat objek penyelidikan sebagai kotak hitam, hanya memberi tumpuan kepada input dan output sistem, dan tidak membincangkan keadaan dalaman objek penyelidikan.

Kaedah analisis ruang negara adalah untuk menulis model matematik proses dinamik sistem hidraulik yang sedang dikaji sebagai persamaan negara, yang merupakan sistem persamaan pembezaan pesanan pertama, yang mewakili derivatif pesanan pertama setiap pembolehubah negara dalam sistem hidraulik. Fungsi beberapa pembolehubah negeri lain dan pembolehubah input; Hubungan fungsional ini boleh menjadi linear atau tidak linear. Untuk menulis model matematik proses dinamik sistem hidraulik dalam bentuk persamaan keadaan, kaedah yang biasa digunakan adalah menggunakan fungsi pemindahan untuk memperoleh persamaan fungsi negara, atau menggunakan persamaan pembezaan yang lebih tinggi untuk memperoleh persamaan negara, dan rajah ikatan kuasa juga boleh digunakan untuk menyenaraikan persamaan negara. Kaedah analisis ini memberi perhatian kepada perubahan dalaman sistem yang diteliti, dan dapat menangani masalah multi-input dan multi-output, yang sangat meningkatkan kekurangan kaedah analisis fungsi pemindahan.

Kaedah analisis fungsi termasuk kaedah analisis fungsi pemindahan dan kaedah analisis ruang negara adalah asas matematik bagi orang untuk memahami dan menganalisis ciri -ciri dinamik dalaman sistem hidraulik. Kaedah fungsi penerangan digunakan untuk analisis, jadi kesilapan analisis tidak dapat dielakkan berlaku, dan ia sering digunakan dalam analisis sistem mudah.

2.2 Kaedah simulasi
Dalam era apabila teknologi komputer belum popular, menggunakan komputer analog atau litar analog untuk mensimulasikan dan menganalisis ciri -ciri dinamik sistem hidraulik juga merupakan kaedah penyelidikan praktikal dan berkesan. Komputer analog dilahirkan sebelum komputer digital, dan prinsipnya adalah untuk mengkaji ciri -ciri sistem analog berdasarkan persamaan dalam penerangan matematik mengenai undang -undang perubahan kuantiti fizikal yang berbeza. Pembolehubah dalamannya adalah pemboleh ubah voltan yang berterusan, dan operasi pembolehubah adalah berdasarkan hubungan operasi yang sama ciri -ciri elektrik voltan, arus, dan komponen dalam litar.

Komputer analog amat sesuai untuk menyelesaikan persamaan pembezaan biasa, jadi ia juga dipanggil penganalisis pembezaan analog. Kebanyakan proses dinamik sistem fizikal termasuk sistem hidraulik dinyatakan dalam bentuk matematik persamaan pembezaan, jadi komputer analog sangat sesuai untuk penyelidikan simulasi sistem dinamik.

Apabila kaedah simulasi berfungsi, pelbagai komponen pengkomputeran disambungkan mengikut model matematik sistem, dan pengiraan dilakukan secara selari. Voltan output setiap komponen pengkomputeran mewakili pembolehubah yang sepadan dalam sistem. Kelebihan hubungan. Walau bagaimanapun, tujuan utama kaedah analisis ini adalah untuk menyediakan model elektronik yang boleh digunakan untuk penyelidikan eksperimen, dan bukannya mendapatkan analisis yang tepat mengenai masalah matematik, jadi ia mempunyai kelemahan yang membawa maut terhadap ketepatan pengiraan yang rendah; Di samping itu, litar analognya sering kompleks dalam struktur, tahan terhadap keupayaan untuk mengganggu dunia luar sangat miskin.

2.3 Kaedah Penyelidikan Eksperimen
Kaedah penyelidikan eksperimen adalah kaedah penyelidikan yang sangat diperlukan untuk menganalisis ciri -ciri dinamik sistem hidraulik, terutamanya apabila tiada kaedah penyelidikan teoretikal praktikal seperti simulasi digital pada masa lalu, ia hanya boleh dianalisis dengan kaedah eksperimen. Melalui penyelidikan eksperimen, kita dapat secara intuitif dan benar -benar memahami ciri -ciri dinamik sistem hidraulik dan perubahan parameter yang berkaitan, tetapi analisis sistem hidraulik melalui eksperimen mempunyai kelemahan jangka panjang dan kos yang tinggi.

Di samping itu, untuk sistem hidraulik yang kompleks, walaupun jurutera yang berpengalaman tidak pasti sepenuhnya pemodelan matematik yang tepat, jadi mustahil untuk menjalankan analisis dan penyelidikan yang betul mengenai proses dinamiknya. Ketepatan model yang dibina dapat disahkan dengan berkesan melalui kaedah menggabungkan dengan eksperimen, dan cadangan untuk semakan dapat disediakan untuk menetapkan model yang betul; Pada masa yang sama, keputusan kedua -duanya dapat dibandingkan dengan simulasi dan penyelidikan eksperimen di bawah analisis keadaan yang sama, untuk memastikan bahawa kesilapan simulasi dan eksperimen berada dalam julat yang dapat dikawal, supaya kitaran penyelidikan dapat dipendekkan dan manfaat dapat ditingkatkan berdasarkan kecekapan dan kualiti. Oleh itu, kaedah penyelidikan eksperimen hari ini sering digunakan sebagai cara yang diperlukan untuk membandingkan dan mengesahkan simulasi berangka atau hasil penyelidikan teoritis lain ciri -ciri dinamik sistem hidraulik penting.

2.4 Kaedah Simulasi Digital
Kemajuan teori kawalan moden dan perkembangan teknologi komputer telah membawa kaedah baru untuk mengkaji ciri -ciri dinamik sistem hidraulik, iaitu kaedah simulasi digital. Dalam kaedah ini, model matematik proses sistem hidraulik ditubuhkan terlebih dahulu, dan dinyatakan oleh persamaan negeri, dan kemudian penyelesaian domain masa bagi setiap pembolehubah utama sistem dalam proses dinamik diperolehi pada komputer.

Kaedah simulasi digital sesuai untuk sistem linear dan sistem tak linear. Ia boleh mensimulasikan perubahan parameter sistem di bawah tindakan sebarang fungsi input, dan kemudian mendapatkan pemahaman langsung dan komprehensif mengenai proses dinamik sistem hidraulik. Prestasi dinamik sistem hidraulik boleh diramalkan pada peringkat pertama, supaya hasil reka bentuk dapat dibandingkan, disahkan dan diperbaiki dalam masa, yang dapat memastikan sistem hidraulik yang direka bentuk mempunyai prestasi kerja yang baik dan kebolehpercayaan yang tinggi. Berbanding dengan cara lain dan kaedah mengkaji prestasi dinamik hidraulik, teknologi simulasi digital mempunyai kelebihan ketepatan, kebolehpercayaan, kebolehsuaian yang kuat, kitaran pendek dan penjimatan ekonomi. Oleh itu, kaedah simulasi digital telah digunakan secara meluas dalam bidang penyelidikan prestasi dinamik hidraulik.

3. Arah Pembangunan Kaedah Penyelidikan untuk Ciri -ciri Dinamik Hidraulik

Melalui analisis teoretikal kaedah simulasi digital, digabungkan dengan kaedah penyelidikan membandingkan dan mengesahkan hasil eksperimen, ia telah menjadi kaedah arus perdana untuk mengkaji ciri -ciri dinamik hidraulik. Selain itu, disebabkan oleh keunggulan teknologi simulasi digital, pembangunan penyelidikan ciri -ciri dinamik hidraulik akan diintegrasikan dengan perkembangan teknologi simulasi digital. Kajian mendalam tentang teori pemodelan dan algoritma yang berkaitan dengan sistem hidraulik, dan pembangunan perisian simulasi sistem hidraulik yang mudah dimodelkan, supaya juruteknik hidraulik dapat menumpukan lebih banyak tenaga kepada penyelidikan kerja penting sistem hidraulik adalah pembangunan bidang penyelidikan ciri-ciri dinamik hidraulik. salah satu arahan.

Di samping itu, memandangkan kerumitan komposisi sistem hidraulik moden, isu mekanikal, elektrik dan bahkan pneumatik sering terlibat dalam kajian ciri -ciri dinamik mereka. Ia dapat dilihat bahawa analisis dinamik sistem hidraulik kadang -kadang merupakan analisis komprehensif mengenai masalah seperti hidraulik elektromekanik. Oleh itu, perkembangan perisian simulasi hidraulik sejagat, digabungkan dengan kelebihan perisian simulasi dalam bidang penyelidikan yang berbeza, untuk mencapai simulasi bersama pelbagai dimensi sistem hidraulik telah menjadi arah pembangunan utama kaedah penyelidikan ciri dinamik hidraulik semasa.

Dengan peningkatan keperluan prestasi sistem hidraulik moden, sistem hidraulik tradisional untuk menyelesaikan kitaran tindakan yang telah ditetapkan oleh penggerak dan memenuhi keperluan prestasi statik sistem tidak lagi dapat memenuhi keperluan, jadi penting untuk mengkaji ciri -ciri dinamik sistem hidraulik.

Atas dasar menerangkan intipati penyelidikan mengenai ciri -ciri dinamik sistem hidraulik, makalah ini memperkenalkan secara terperinci empat kaedah utama untuk mengkaji ciri -ciri dinamik sistem hidraulik, termasuk kaedah analisis fungsi, kaedah simulasi, kaedah penyelidikan eksperimen dan kaedah simulasi digital, dan kelebihan dan kelebihan mereka. Adalah menunjukkan bahawa perkembangan perisian simulasi sistem hidraulik yang mudah dimodelkan dan simulasi bersama perisian simulasi pelbagai domain adalah arahan pembangunan utama kaedah penyelidikan ciri-ciri dinamik hidraulik pada masa akan datang.