Са сталним развојем и напретком хидрауличне технологије, њена поља примене постају све обимнија. Хидраулички систем који се користи за комплетирање функција преноса и управљања постаје све сложенији, а постављају се све већи захтеви за флексибилност његовог система и различите перформансе. Све ово је донело прецизније и дубље захтеве за пројектовање и производњу савремених хидрауличних система. Далеко од тога да је у стању да испуни горенаведене захтеве само коришћењем традиционалног система да заврши унапред одређени циклус деловања актуатора и испуни захтеве за статичке перформансе система.
Због тога је за истраживаче који се баве пројектовањем савремених хидрауличних система веома неопходно проучавање динамичких карактеристика хидрауличних преносних и управљачких система, разумевање и савладавање динамичких карактеристика и промена параметара у процесу рада хидрауличког система, како би додатно унапредити и усавршавати хидраулички систем. .
1. Суштина динамичких карактеристика хидрауличког система
Динамичке карактеристике хидрауличког система су у суштини карактеристике које хидраулични систем испољава током процеса губљења првобитног равнотежног стања и достизања новог равнотежног стања. Штавише, постоје два главна разлога за нарушавање првобитног равнотежног стања хидрауличког система и покретање његовог динамичког процеса: један је узрокован променом процеса преносног или управљачког система; други је узрокован спољним сметњама. У овом динамичком процесу, свака варијабла параметра у хидрауличком систему се мења током времена, а перформансе овог процеса промене одређују квалитет динамичких карактеристика система.
2. Метода истраживања хидрауличких динамичких карактеристика
Главне методе за проучавање динамичких карактеристика хидрауличних система су метода анализе функција, метода симулације, метода експерименталног истраживања и метода дигиталне симулације.
2.1 Метода анализе функције
Анализа преносне функције је истраживачка метода заснована на класичној теорији управљања. Анализа динамичких карактеристика хидрауличних система са класичном теоријом управљања обично је ограничена на линеарне системе са једним улазом и једним излазом. Генерално, прво се успоставља математички модел система и уписује се његов инкрементални облик, а затим се врши Лапласова трансформација, тако да се добија преносна функција система, а затим се преносна функција система претвара у Боде приказ дијаграма који је лако интуитивно анализирати. На крају, карактеристике одзива се анализирају кроз фазно-фреквенцијску криву и криву амплитуда-фреквенција у Боде дијаграму. Када се сусрећу са нелинеарним проблемима, његови нелинеарни фактори се често занемарују или поједностављују у линеарни систем. У ствари, хидраулички системи често имају сложене нелинеарне факторе, тако да постоје велике грешке у анализи у анализи динамичких карактеристика хидрауличних система овом методом. Поред тога, метода анализе функције преноса третира објекат истраживања као црну кутију, фокусира се само на улаз и излаз система и не расправља о унутрашњем стању истраживачког објекта.
Метода анализе простора стања је да се математички модел динамичког процеса проучаваног хидрауличког система запише као једначина стања, која је систем диференцијалних једначина првог реда, који представља извод првог реда сваке променљиве стања у хидрауличном систему. система. Функција неколико других променљивих стања и улазних варијабли; овај функционални однос може бити линеаран или нелинеаран. За писање математичког модела динамичког процеса хидрауличког система у облику једначине стања, најчешће коришћена метода је коришћење функције преноса за извођење једначине функције стања, или коришћење диференцијалне једначине вишег реда за извођење једначина стања, а дијаграм везе снаге се такође може користити за навођење једначине стања. Ова метода анализе обраћа пажњу на унутрашње промене у истраживаном систему, а може да се бави проблемима са више улаза и више излаза, што у великој мери побољшава недостатке методе анализе преносне функције.
Метода анализе функција укључујући метод анализе функције преноса и методу анализе простора стања је математичка основа за разумевање и анализу унутрашњих динамичких карактеристика хидрауличког система. За анализу се користи метода функције описа, па се грешке у анализи неизбежно јављају, а често се користи у анализи једноставних система.
2.2 Метода симулације
У ери када компјутерска технологија још није била популарна, коришћење аналогних рачунара или аналогних кола за симулацију и анализу динамичких карактеристика хидрауличних система такође је била практична и ефикасна истраживачка метода. Аналогни рачунар је рођен пре дигиталног рачунара, а његов принцип је проучавање карактеристика аналогног система на основу сличности у математичком опису променљивих закона различитих физичких величина. Његова унутрашња променљива је променљива напона која се непрекидно мења, а рад варијабле се заснива на сличном радном односу електричних карактеристика напона, струје и компоненти у колу.
Аналогни рачунари су посебно погодни за решавање обичних диференцијалних једначина, па се називају и аналогни диференцијални анализатори. Већина динамичких процеса физичких система укључујући и хидрауличне системе изражени су у математичком облику диференцијалних једначина, па су аналогни рачунари веома погодни за симулационо истраживање динамичких система.
Када симулациони метод функционише, различите рачунарске компоненте се повезују према математичком моделу система, а прорачуни се врше паралелно. Излазни напони сваке рачунарске компоненте представљају одговарајуће варијабле у систему. Предности односа. Међутим, главна сврха ове методе анализе је да обезбеди електронски модел који се може користити за експериментално истраживање, уместо да добије тачну анализу математичких проблема, тако да има фатални недостатак ниске тачности прорачуна; поред тога, његово аналогно коло је често сложене структуре, отпорно на Способност ометања спољашњег света је изузетно лоша.
2.3 Експериментална метода истраживања
Експериментална метода истраживања је незаобилазна истраживачка метода за анализу динамичких карактеристика хидрауличког система, посебно када у прошлости не постоји практична теоријска метода истраживања као што је дигитална симулација, она се може анализирати само експерименталним методама. Експерименталним истраживањем можемо интуитивно и истинито разумети динамичке карактеристике хидрауличког система и промене сродних параметара, али анализа хидрауличког система кроз експерименте има недостатке дугог периода и високе цене.
Поред тога, за сложени хидраулички систем, чак ни искусни инжењери нису у потпуности сигурни у његово тачно математичко моделирање, тако да је немогуће спровести исправну анализу и истраживање његовог динамичког процеса. Тачност изграђеног модела може се ефикасно верификовати методом комбиновања са експериментом, а могу се дати предлози за ревизију како би се успоставио исправан модел; у исто време, резултати ова два могу се упоредити симулацијом и експерименталним истраживањем под истим условима Анализа, како би се осигурало да су грешке симулације и експеримента унутар опсега који се може контролисати, тако да се циклус истраживања може скратити и добити може побољшати на основу обезбеђивања ефикасности и квалитета. Стога се данашњи експериментални метод истраживања често користи као неопходно средство за поређење и верификацију нумеричке симулације или других теоријских резултата истраживања важних динамичких карактеристика хидрауличког система.
2.4 Метод дигиталне симулације
Напредак савремене теорије управљања и развој рачунарске технологије донели су нову методу за проучавање динамичких карактеристика хидрауличког система, односно методу дигиталне симулације. У овој методи се прво успоставља математички модел процеса хидрауличког система, који се изражава једначином стања, а затим се на рачунару добија решење у временском домену сваке главне променљиве система у динамичком процесу.
Метода дигиталне симулације је погодна и за линеарне и за нелинеарне системе. Може да симулира промене параметара система под дејством било које улазне функције, а затим добије директно и свеобухватно разумевање динамичког процеса хидрауличког система. Динамичке перформансе хидрауличког система могу се предвидети у првој фази, тако да се резултати пројектовања могу упоредити, верификовати и побољшати на време, што може ефикасно осигурати да пројектовани хидраулични систем има добре радне перформансе и високу поузданост. У поређењу са другим средствима и методама проучавања хидрауличних динамичких перформанси, технологија дигиталне симулације има предности тачности, поузданости, снажне прилагодљивости, кратког циклуса и економичне уштеде. Због тога се метода дигиталне симулације широко користи у области истраживања хидрауличких динамичких перформанси.
3. Правац развоја метода истраживања хидрауличних динамичких карактеристика
Кроз теоријску анализу метода дигиталне симулације, у комбинацији са истраживачким методом поређења и верификације експерименталних резултата, постао је главни метод за проучавање хидрауличких динамичких карактеристика. Надаље, због супериорности технологије дигиталне симулације, развој истраживања о хидрауличким динамичким карактеристикама биће блиско интегрисан са развојем технологије дигиталне симулације. Детаљно проучавање теорије моделирања и сродних алгоритама хидрауличког система, као и развој софтвера за симулацију хидрауличког система који је лако моделирати, тако да хидраулични техничари могу посветити више енергије истраживању суштинског рада хидрауличког система. развој области истраживања хидрауличких динамичких карактеристика. један од праваца.
Поред тога, с обзиром на сложеност састава савремених хидрауличних система, механичка, електрична, па чак и пнеуматска питања често су укључена у проучавање њихових динамичких карактеристика. Може се видети да је динамичка анализа хидрауличког система понекад свеобухватна анализа проблема као што је електромеханичка хидраулика. Стога је развој универзалног софтвера за хидрауличне симулације, у комбинацији са одговарајућим предностима софтвера за симулацију у различитим истраживачким областима, да би се постигла вишедимензионална заједничка симулација хидрауличних система, постао главни правац развоја тренутног метода истраживања хидрауличних динамичких карактеристика.
Са побољшањем захтева перформанси савременог хидрауличког система, традиционални хидраулични систем да заврши унапред одређени циклус деловања актуатора и испуни захтеве статичких перформанси система више не може да испуњава захтеве, тако да је неопходно проучавати динамичке карактеристике хидраулични систем.
На основу излагања суштине истраживања динамичких карактеристика хидрауличког система, у овом раду су детаљно представљене четири главне методе проучавања динамичких карактеристика хидрауличког система, укључујући метод анализе функција, метод симулације, експериментално истраживање. метод и метод дигиталне симулације и њихове предности и мане. Истиче се да су развој софтвера за симулацију хидрауличких система који је лако моделирати и заједничка симулација софтвера за симулацију више домена главни правци развоја методе истраживања хидрауличних динамичких карактеристика у будућности.
Време поста: Јан-17-2023