Met de voortdurende ontwikkeling en voortgang van hydraulische technologie worden de toepassingsvelden steeds uitgebreider. Het hydraulische systeem dat wordt gebruikt om de transmissie- en bedieningsfuncties te voltooien, wordt steeds complexer en hogere vereisten worden voorgesteld voor zijn systeemflexibiliteit en verschillende prestaties. Al deze hebben meer precieze en diepere vereisten gebracht voor het ontwerp en de productie van moderne hydraulische systemen. Het is verre van alleen in staat om aan de bovenstaande vereisten te voldoen door het traditionele systeem te gebruiken om de vooraf bepaalde actiecyclus van de actuator te voltooien en te voldoen aan de statische prestatievereisten van het systeem.
Daarom is het, voor onderzoekers die zich bezighouden met het ontwerp van moderne hydraulische systemen, zeer noodzakelijk om de dynamische kenmerken van hydraulische transmissie- en besturingssystemen te bestuderen, de dynamische kenmerken en parameterveranderingen in het werkproces van het hydraulische systeem te besteden, om het hydraulische systeem verder te verbeteren en te perfectioneren. .
1. De essentie van de dynamische kenmerken van het hydraulische systeem
De dynamische kenmerken van het hydraulische systeem zijn in wezen de kenmerken die het hydraulische systeem vertoont tijdens het verliezen van zijn oorspronkelijke evenwichtstoestand en het bereiken van een nieuwe evenwichtstoestand. Verder zijn er twee belangrijke redenen om de oorspronkelijke evenwichtstoestand van het hydraulische systeem te doorbreken en het dynamische proces te activeren: één wordt veroorzaakt door de procesverandering van het transmissie- of besturingssysteem; De andere wordt veroorzaakt door externe interferentie. In dit dynamische proces verandert elke parametervariabele in het hydraulische systeem met de tijd, en de prestaties van dit veranderingsproces bepalen de kwaliteit van de dynamische kenmerken van het systeem.
2. Onderzoeksmethode van hydraulische dynamische kenmerken
De belangrijkste methoden voor het bestuderen van de dynamische kenmerken van hydraulische systemen zijn functieanalysemethode, simulatiemethode, experimentele onderzoeksmethode en digitale simulatiemethode.
2.1 Functieanalysemethode
Overdrachtsfunctieanalyse is een onderzoeksmethode op basis van de klassieke controletheorie. Het analyseren van de dynamische kenmerken van hydraulische systemen met de klassieke besturingstheorie is meestal beperkt tot lineaire systemen met één input en single-output. Over het algemeen wordt eerst het wiskundige model van het systeem vastgesteld en wordt de incrementele vorm ervan geschreven en wordt vervolgens Laplace -transformatie uitgevoerd, zodat de overdrachtsfunctie van het systeem wordt verkregen, en vervolgens wordt de overdrachtsfunctie van het systeem omgezet in een Bode Diagram -weergave die gemakkelijk intuïtief te analyseren is. Ten slotte worden de responskenmerken geanalyseerd door de fasefrequentiecurve en amplitude-frequentiecurve in het Bode-diagram. Bij het tegenkomen van niet -lineaire problemen worden de niet -lineaire factoren vaak genegeerd of vereenvoudigd tot een lineair systeem. In feite hebben hydraulische systemen vaak complexe niet -lineaire factoren, dus er zijn grote analysefouten bij het analyseren van de dynamische kenmerken van hydraulische systemen met deze methode. Bovendien behandelt de methode voor overdrachtsfunctieanalyses het onderzoeksobject als een zwarte doos, richt zich alleen op de invoer en uitvoer van het systeem en bespreekt de interne status van het onderzoeksobject niet.
De statusruimte-analysemethode is om het wiskundige model te schrijven van het dynamische proces van het hydraulische systeem dat wordt bestudeerd als een toestandsvergelijking, een eerste-orde differentiaalvergelijkingssysteem, dat de eerste-orde derivaat van elke toestandsvariabele in het hydraulische systeem vertegenwoordigt. Een functie van verschillende andere toestandsvariabelen en invoervariabelen; Deze functionele relatie kan lineair of niet -lineair zijn. Om een wiskundig model van het dynamische proces van een hydraulisch systeem te schrijven in de vorm van een statusvergelijking, is de algemeen gebruikte methode om de overdrachtsfunctie te gebruiken om de statusfunctievergelijking af te leiden, of de hogere-orde differentiaalvergelijking te gebruiken om de toestandsvergelijking af te leiden, en het vermogensobligatiediagram kan ook worden gebruikt om de staatsvergelijking te vermelden. Deze analysemethode besteedt aandacht aan de interne veranderingen van het onderzochte systeem en kan problemen met meerdere input- en multi-outputproblemen aanpakken, wat de tekortkomingen van de methode voor transferfunctie-analyses aanzienlijk verbetert.
De functieanalysemethode inclusief de methode voor transferfunctieanalyse en de statusruimte -analysemethode is de wiskundige basis voor mensen om de interne dynamische kenmerken van het hydraulische systeem te begrijpen en te analyseren. De beschrijvingsfunctiemethode wordt gebruikt voor analyse, dus analysefouten treden onvermijdelijk op en wordt vaak gebruikt bij de analyse van eenvoudige systemen.
2.2 Simulatiemethode
In het tijdperk waarin computertechnologie nog niet populair was, was het gebruik van analoge computers of analoge circuits om de dynamische kenmerken van hydraulische systemen te simuleren en te analyseren ook een praktische en effectieve onderzoeksmethode. De analoge computer werd geboren vóór de digitale computer, en het principe is om de kenmerken van het analoge systeem te bestuderen op basis van de gelijkenis in de wiskundige beschrijving van de veranderende wetten van verschillende fysieke hoeveelheden. De interne variabele is een continu veranderende spanningsvariabele en de werking van de variabele is gebaseerd op een vergelijkbare bedieningsrelatie van de elektrische kenmerken van de spanning, stroom en componenten in het circuit.
Analoge computers zijn vooral geschikt voor het oplossen van gewone differentiaalvergelijkingen, dus ze worden ook analoge differentiële analysatoren genoemd. De meeste dynamische processen van fysieke systemen, waaronder hydraulische systemen, worden uitgedrukt in de wiskundige vorm van differentiaalvergelijkingen, dus analoge computers zijn zeer geschikt voor het simulatieonderzoek van dynamische systemen.
Wanneer de simulatiemethode werkt, worden verschillende computercomponenten verbonden volgens het wiskundige model van het systeem en worden de berekeningen parallel uitgevoerd. De uitgangsspanningen van elke computercomponent vertegenwoordigen de overeenkomstige variabelen in het systeem. Voordelen van de relatie. Het belangrijkste doel van deze analysemethode is echter om een elektronisch model te bieden dat kan worden gebruikt voor experimenteel onderzoek, in plaats van een nauwkeurige analyse van wiskundige problemen te verkrijgen, dus heeft het het dodelijke nadeel van de lage berekeningsnauwkeurigheid; Bovendien is het analoge circuit vaak complex in structuur, bestand tegen het vermogen om de buitenwereld te verstoren, is extreem slecht.
2.3 Experimentele onderzoeksmethode
De experimentele onderzoeksmethode is een onmisbare onderzoeksmethode voor het analyseren van de dynamische kenmerken van het hydraulische systeem, vooral wanneer er in het verleden geen praktische theoretische onderzoeksmethode is, zoals digitale simulatie, kan deze alleen worden geanalyseerd met experimentele methoden. Door experimenteel onderzoek kunnen we de dynamische kenmerken van het hydraulische systeem en de veranderingen van gerelateerde parameters intuïtief en echt begrijpen, maar de analyse van het hydraulische systeem door middel van experimenten heeft de nadelen van lange periode en hoge kosten.
Bovendien zijn zelfs voor het complexe hydraulische systeem zelfs ervaren ingenieurs niet volledig zeker van de nauwkeurige wiskundige modellering, dus het is onmogelijk om correcte analyse en onderzoek naar zijn dynamische proces uit te voeren. De nauwkeurigheid van het gebouwde model kan effectief worden geverifieerd door de methode om te combineren met het experiment, en suggesties voor revisie kunnen worden gegeven om het juiste model vast te stellen; Tegelijkertijd kunnen de resultaten van de twee worden vergeleken door simulatie en experimenteel onderzoek onder dezelfde analyse van dezelfde omstandigheden, om ervoor te zorgen dat de fouten van simulatie en experimenten binnen het controleerbare bereik liggen, zodat de onderzoekscyclus kan worden ingekort en de voordelen kunnen worden verbeterd op basis van het waarborgen van efficiëntie en kwaliteit. Daarom wordt de experimentele onderzoeksmethode van vandaag vaak gebruikt als een noodzakelijk middel om de numerieke simulatie of andere theoretische onderzoeksresultaten van belangrijke hydraulische systeemdynamische kenmerken te vergelijken en te verifiëren.
2.4 Digitale simulatiemethode
De voortgang van de moderne controletheorie en de ontwikkeling van computertechnologie hebben een nieuwe methode gebracht voor de studie van dynamische kenmerken van het hydraulische systeem, dat wil zeggen digitale simulatiemethode. In deze methode wordt het wiskundige model van het hydraulische systeemproces eerst vastgesteld en uitgedrukt door de toestandsvergelijking, en vervolgens wordt de tijd-domeinoplossing van elke hoofdvariabele van het systeem in het dynamische proces verkregen op de computer.
De digitale simulatiemethode is geschikt voor zowel lineaire systemen als niet -lineaire systemen. Het kan de wijzigingen van systeemparameters simuleren onder de werking van elke invoerfunctie en vervolgens een direct en uitgebreid begrip van het dynamische proces van het hydraulische systeem verkrijgen. De dynamische prestaties van het hydraulische systeem kunnen in de eerste fase worden voorspeld, zodat de ontwerpresultaten in de tijd kunnen worden vergeleken, geverifieerd en verbeterd, wat effectief kan ervoor zorgen dat het ontworpen hydraulische systeem goede werkprestaties en hoge betrouwbaarheid heeft. Vergeleken met andere middelen en methoden voor het bestuderen van hydraulische dynamische prestaties, heeft digitale simulatietechnologie de voordelen van nauwkeurigheid, betrouwbaarheid, sterk aanpassingsvermogen, korte cyclus en economische besparingen. Daarom is de digitale simulatiemethode op grote schaal gebruikt op het gebied van hydraulisch dynamisch prestatieonderzoek.
3. Ontwikkelingsrichting van onderzoeksmethoden voor hydraulische dynamische kenmerken
Door de theoretische analyse van de digitale simulatiemethode, gecombineerd met de onderzoeksmethode voor het vergelijken en verifiëren van de experimentele resultaten, is het de mainstream -methode geworden voor het bestuderen van de hydraulische dynamische kenmerken. Bovendien zal de ontwikkeling van onderzoek naar hydraulische dynamische kenmerken vanwege de superioriteit van digitale simulatietechnologie nauw worden geïntegreerd met de ontwikkeling van digitale simulatietechnologie. Diepgaande studie van de modelleringstheorie en gerelateerde algoritmen van het hydraulische systeem, en de ontwikkeling van hydraulische systeemsimulatiesoftware die gemakkelijk te modelleren is, zodat hydraulische technici meer energie kunnen besteden aan het onderzoek naar het essentiële werk van het hydraulische systeem is de ontwikkeling van het gebied van hydraulische dynamische kenmerken. een van de aanwijzingen.
Bovendien zijn, gezien de complexiteit van de samenstelling van moderne hydraulische systemen, mechanische, elektrische en zelfs pneumatische problemen vaak betrokken bij de studie van hun dynamische kenmerken. Het is te zien dat de dynamische analyse van het hydraulische systeem soms een uitgebreide analyse is van problemen zoals elektromechanische hydraulica. Daarom is de ontwikkeling van universele hydraulische simulatiesoftware, gecombineerd met de respectieve voordelen van simulatiesoftware in verschillende onderzoeksvelden, om multidimensionale gezamenlijke simulatie van hydraulische systemen te bereiken, de belangrijkste ontwikkelingsrichting van de huidige hydraulische dynamische kenmerken onderzoeksmethode.
Met de verbetering van de prestatievereisten van het moderne hydraulische systeem, kan het traditionele hydraulische systeem om de vooraf bepaalde actiecyclus van de actuator te voltooien en te voldoen aan de statische prestatievereisten van het systeem niet langer aan de vereisten voldoen, dus het is noodzakelijk om de dynamische kenmerken van het hydraulische systeem te bestuderen.
Op basis van het uitleggen van de essentie van het onderzoek naar de dynamische kenmerken van het hydraulische systeem, introduceert dit artikel in detail vier hoofdmethoden voor het bestuderen van de dynamische kenmerken van het hydraulische systeem, inclusief de functieanalysemethode, de simulatiemethode, de experimentele onderzoeksmethode en de digitale simulatiemethode en hun voordelen en nadelen. Er wordt op gewezen dat de ontwikkeling van simulatiesoftware voor hydraulische systeem die gemakkelijk te modelleren is en dat de gezamenlijke simulatie van multi-domein simulatiesoftware de belangrijkste ontwikkelingsrichtingen zijn van de onderzoeksmethode van hydraulische dynamische kenmerken in de toekomst.
Posttijd: januari-17-2023