Kaedah Penyelidikan Ciri Dinamik Sistem Hidraulik

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

Oleh itu, bagi penyelidik yang terlibat dalam reka bentuk sistem hidraulik moden, adalah sangat perlu untuk mengkaji ciri-ciri dinamik sistem penghantaran dan kawalan hidraulik, memahami dan menguasai ciri dinamik dan perubahan parameter dalam proses kerja sistem hidraulik, supaya dapat menambah baik dan menyempurnakan lagi sistem hidraulik..

1. Intipati ciri dinamik sistem hidraulik

Ciri-ciri dinamik sistem hidraulik pada asasnya ialah ciri-ciri yang dipamerkan oleh sistem hidraulik semasa proses kehilangan keadaan keseimbangan asalnya dan mencapai keadaan keseimbangan baharu.Tambahan pula, terdapat dua sebab utama untuk memecahkan keadaan keseimbangan asal sistem hidraulik dan mencetuskan proses dinamiknya: satu disebabkan oleh perubahan proses sistem penghantaran atau kawalan;satu lagi disebabkan oleh gangguan luar.Dalam proses dinamik ini, setiap pembolehubah parameter dalam sistem hidraulik berubah mengikut masa, dan prestasi proses perubahan ini menentukan kualiti ciri dinamik sistem.

2. Kaedah penyelidikan ciri dinamik hidraulik

Kaedah utama untuk mengkaji ciri dinamik sistem hidraulik ialah 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 dinamik sistem hidraulik dengan teori kawalan klasik biasanya terhad kepada sistem linear input tunggal dan keluaran tunggal.Secara amnya, model matematik sistem ditubuhkan dahulu, dan bentuk tambahannya ditulis, dan kemudian transformasi Laplace dilakukan, supaya Fungsi pemindahan sistem diperoleh, dan kemudian fungsi pemindahan sistem ditukar menjadi Bode perwakilan rajah yang mudah dianalisis secara intuitif.Akhir sekali, ciri tindak balas dianalisis melalui lengkung frekuensi fasa dan lengkung frekuensi amplitud dalam rajah Bode.Apabila menghadapi masalah tak linear, faktor tak linearnya sering diabaikan atau dipermudahkan menjadi sistem linear.Malah, sistem hidraulik selalunya mempunyai faktor tak linear yang kompleks, jadi terdapat ralat analisis yang besar dalam menganalisis ciri dinamik sistem hidraulik dengan kaedah ini.Di samping itu, kaedah analisis fungsi pemindahan menganggap objek penyelidikan sebagai kotak hitam, hanya memfokuskan pada input dan output sistem, dan tidak membincangkan keadaan dalaman objek penyelidikan.

Kaedah analisis ruang keadaan adalah untuk menulis model matematik proses dinamik sistem hidraulik yang dikaji sebagai persamaan keadaan, iaitu sistem persamaan pembezaan tertib pertama, yang mewakili terbitan tertib pertama bagi setiap pembolehubah keadaan dalam hidraulik. sistem.Fungsi beberapa pembolehubah keadaan dan pembolehubah input yang lain;hubungan berfungsi ini boleh menjadi linear atau tidak linear.Untuk menulis model matematik proses dinamik sistem hidraulik dalam bentuk persamaan keadaan, kaedah yang biasa digunakan ialah menggunakan fungsi pemindahan untuk memperoleh persamaan fungsi keadaan, atau menggunakan persamaan pembezaan peringkat tinggi untuk memperoleh persamaan keadaan, dan rajah ikatan kuasa juga boleh digunakan untuk menyenaraikan persamaan keadaan.Kaedah analisis ini memberi perhatian kepada perubahan dalaman sistem yang dikaji, dan boleh menangani masalah multi-input dan multi-output, yang banyak memperbaiki kelemahan kaedah analisis fungsi pemindahan.

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

2.2 Kaedah simulasi
Pada era teknologi komputer belum lagi popular, menggunakan komputer analog atau litar analog untuk mensimulasikan dan menganalisis ciri dinamik sistem hidraulik juga merupakan kaedah penyelidikan yang praktikal dan berkesan.Komputer analog dilahirkan sebelum komputer digital, dan prinsipnya adalah untuk mengkaji ciri-ciri sistem analog berdasarkan persamaan dalam perihalan matematik tentang perubahan undang-undang kuantiti fizik yang berbeza.Pembolehubah dalamannya ialah pembolehubah voltan yang sentiasa berubah, dan operasi pembolehubah adalah berdasarkan hubungan operasi yang serupa bagi 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 keluaran setiap komponen pengkomputeran mewakili pembolehubah yang sepadan dalam sistem.Kelebihan perhubungan.Walau bagaimanapun, tujuan utama kaedah analisis ini adalah untuk menyediakan model elektronik yang boleh digunakan untuk penyelidikan eksperimen, dan bukannya untuk mendapatkan analisis yang tepat tentang masalah matematik, jadi ia mempunyai kelemahan maut iaitu ketepatan pengiraan yang rendah;di samping itu, litar analognya selalunya kompleks dalam struktur, tahan terhadap Keupayaan untuk mengganggu dunia luar sangat lemah.

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 teoritikal praktikal seperti simulasi digital pada masa lalu, ia hanya boleh dianalisis dengan kaedah eksperimen.Melalui penyelidikan eksperimen, kita secara intuitif dan benar-benar dapat 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 berpengalaman tidak pasti sepenuhnya tentang pemodelan matematiknya yang tepat, jadi adalah mustahil untuk menjalankan analisis dan penyelidikan yang betul mengenai proses dinamiknya.Ketepatan model yang dibina boleh disahkan dengan berkesan melalui kaedah penggabungan dengan eksperimen, dan cadangan untuk semakan boleh diberikan untuk mewujudkan model yang betul;pada masa yang sama, keputusan kedua-duanya boleh dibandingkan dengan simulasi dan penyelidikan eksperimen di bawah keadaan yang sama Analisis, untuk memastikan bahawa ralat simulasi dan eksperimen berada dalam julat yang boleh dikawal, supaya kitaran penyelidikan dapat dipendekkan dan faedah boleh dipertingkatkan atas dasar memastikan 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 teori lain mengenai ciri dinamik sistem hidraulik yang penting.

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

Kaedah simulasi digital sesuai untuk kedua-dua sistem linear dan sistem tak linear.Ia boleh mensimulasikan perubahan parameter sistem di bawah tindakan mana-mana fungsi input, dan kemudian memperoleh pemahaman langsung dan komprehensif tentang 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 dengan berkesan mempunyai prestasi kerja yang baik dan kebolehpercayaan yang tinggi.Berbanding dengan kaedah dan kaedah lain untuk 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 dinamik hidraulik

Melalui analisis teori kaedah simulasi digital, digabungkan dengan kaedah penyelidikan untuk membandingkan dan mengesahkan keputusan eksperimen, ia telah menjadi kaedah arus perdana untuk mengkaji ciri-ciri dinamik hidraulik.Tambahan pula, disebabkan keunggulan teknologi simulasi digital, pembangunan penyelidikan mengenai ciri dinamik hidraulik akan disepadukan rapat dengan pembangunan teknologi simulasi digital.Kajian mendalam tentang teori pemodelan dan algoritma berkaitan sistem hidraulik, dan pembangunan perisian simulasi sistem hidraulik yang mudah dimodelkan, supaya juruteknik hidraulik boleh menumpukan lebih banyak tenaga untuk penyelidikan kerja penting sistem hidraulik adalah pembangunan bidang penyelidikan ciri dinamik hidraulik.salah satu petunjuk.

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

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

Atas dasar menghuraikan intipati penyelidikan mengenai ciri dinamik sistem hidraulik, makalah ini memperkenalkan secara terperinci empat kaedah utama untuk mengkaji ciri dinamik sistem hidraulik, termasuk kaedah analisis fungsi, kaedah simulasi, penyelidikan eksperimen. kaedah dan kaedah simulasi digital, serta kelebihan dan kekurangannya.Telah ditegaskan bahawa pembangunan perisian simulasi sistem hidraulik yang mudah dimodelkan dan simulasi bersama perisian simulasi berbilang domain adalah hala tuju pembangunan utama kaedah penyelidikan ciri dinamik hidraulik pada masa hadapan.