З пастаянным развіццём і прагрэсам гідраўлічных тэхналогій, яго палёў прымянення становяцца ўсё больш шырокімі. Гідраўлічная сістэма, якая выкарыстоўваецца для завяршэння функцый перадачы і кіравання, становіцца ўсё больш складанай, і больш высокія патрабаванні вылучаюцца за яго гнуткасць сістэмы і розныя спектаклі. Усё гэта прынесла больш дакладныя і больш глыбокія патрабаванні да распрацоўкі і вырабу сучасных гідраўлічных сістэм. Гэта далёка не ў стане адпавядаць вышэйпералічаным патрабаванням, выкарыстоўваючы традыцыйную сістэму для завяршэння зададзенага цыкла дзеянняў прывада і задавальнення статычных патрабаванняў да эфектыўнасці сістэмы.
Такім чынам, для даследчыкаў, якія займаюцца распрацоўкай сучасных гідраўлічных сістэм, вельмі неабходна вывучыць дынамічныя характарыстыкі гідраўлічных сістэм перадачы і кіравання, зразумець і асвоіць дынамічныя характарыстыкі і змены параметраў у працэсе працы гідраўлічнай сістэмы, каб яшчэ больш палепшыць і ўдасканаліць гідраўлічную сістэму. .
1. Сутнасць дынамічных характарыстык гідраўлічнай сістэмы
Дынамічныя характарыстыкі гідраўлічнай сістэмы - гэта па сутнасці характарыстыкі, якія гідраўлічная сістэма праяўляе падчас страты свайго першапачатковага стану раўнавагі і дасягнення новага стану раўнавагі. Акрамя таго, ёсць дзве асноўныя прычыны парушэння зыходнага стану раўнавагі гідраўлічнай сістэмы і выклікаюць яго дынамічны працэс: адзін выкліканы зменай працэсу перадачы або сістэмы кіравання; Другі выкліканы знешнім умяшаннем. У гэтым дынамічным працэсе кожная пераменная параметра ў гідраўлічнай сістэме змяняецца з часам, і прадукцыйнасць гэтага працэсу змены вызначае якасць дынамічных характарыстык сістэмы.
2. Метад даследавання гідраўлічных дынамічных характарыстык
Асноўнымі метадамі вывучэння дынамічных характарыстык гідраўлічных сістэм з'яўляюцца метад аналізу функцый, метад мадэлявання, эксперыментальны метад даследавання і метад лічбавага мадэлявання.
2.1 Метад аналізу функцый
Аналіз функцый перадачы - гэта метад даследавання, заснаваны на тэорыі класічнага кіравання. Аналіз дынамічных характарыстык гідраўлічных сістэм з тэорыяй класічнага кіравання звычайна абмяжоўваецца аднаразовымі і лінейнымі сістэмамі з адным вывадам. Звычайна матэматычная мадэль сістэмы ўсталёўваецца спачатку, і яе паступовая форма пішацца, а затым праводзіцца пераўтварэнне Laplace, так што была атрымана функцыя перадачы сістэмы, а потым функцыя перадачы сістэмы пераўтвараецца ў прадстаўленне дыяграмы Бодэ, які лёгка аналізаваць. Нарэшце, характарыстыкі адказаў аналізуюцца праз крывую фазавай частоты і крывую амплітуднай частоты на дыяграме Bode. Сутыкнуўшыся з нелінейнымі праблемамі, яго нелінейныя фактары часта ігнаруюцца альбо спрашчаюцца ў лінейную сістэму. На самай справе, гідраўлічныя сістэмы часта маюць складаныя нелінейныя фактары, таму пры аналізе дынамічных характарыстык гідраўлічных сістэм з дапамогай гэтага метаду існуюць вялікія памылкі аналізу. Акрамя таго, метад аналізу функцыі перадачы разглядае аб'ект даследавання як чорную скрынку, засяроджваецца толькі на ўваходзе і вывадзе сістэмы і не абмяркоўвае ўнутраны стан аб'екта даследавання.
Метад аналізу стану заключаецца ў напісанні матэматычнай мадэлі дынамічнага працэсу вывучанай гідраўлічнай сістэмы як ураўнення стану, якая з'яўляецца дыферэнцыяльнай сістэмай раўнання першага парадку, якая ўяўляе сабой вытворную першага парадку кожнай зменнай стану ў гідраўлічнай сістэме. Функцыя шэрагу іншых зменных стану і ўваходных зменных; Гэтая функцыянальная сувязь можа быць лінейнай або нелінейнай. Каб напісаць матэматычную мадэль дынамічнага працэсу гідраўлічнай сістэмы ў выглядзе раўнання стану, агульнапрыняты метад заключаецца ў выкарыстанні функцыі перадачы для атрымання ўраўнення стану або выкарыстання дыферэнцыяльнага ўраўнення больш высокага парадку, каб атрымаць ураўненне стану, а дыяграма сілавой аблігацыі таксама можа быць выкарыстана для пераліку дзяржаўнага раўнання. Гэты метад аналізу звяртае ўвагу на ўнутраныя змены вывучанай сістэмы і можа змагацца з праблемамі з некалькімі ўваходамі і вывадам, што значна паляпшае недахопы метаду аналізу функцый перадачы.
Метад аналізу функцый, уключаючы метад аналізу функцый перадачы і метад аналізу стану прасторы, з'яўляецца матэматычнай асновай для разумення і аналізу ўнутраных дынамічных характарыстык гідраўлічнай сістэмы. Метад функцыі апісання выкарыстоўваецца для аналізу, таму непазбежна ўзнікаюць памылкі аналізу, і ён часта выкарыстоўваецца пры аналізе простых сістэм.
2.2 Метад мадэлявання
У эпоху, калі камп'ютэрныя тэхналогіі яшчэ не былі папулярнымі, выкарыстанне аналагавых кампутараў або аналагавых схем для імітацыі і аналізу дынамічных характарыстык гідраўлічных сістэм таксама было практычным і эфектыўным метадам даследавання. Аналагавы кампутар нарадзіўся да лічбавага кампутара, і яго прынцып заключаецца ў вывучэнні характарыстык аналагавай сістэмы на аснове падабенства ў матэматычным апісанні зменлівых законаў розных фізічных велічынь. Яго ўнутраная зменная ўяўляе сабой пастаянна зменную зменную напружанне, а праца зменнай заснавана на аналагічнай эксплуатацыі электрычных характарыстык напружання, току і кампанентаў у ланцугу.
Аналагавыя кампутары асабліва падыходзяць для вырашэння звычайных дыферэнцыяльных ураўненняў, таму іх таксама называюць аналагавымі дыферэнцыяльнымі аналізатарамі. Большасць дынамічных працэсаў фізічных сістэм, уключаючы гідраўлічныя сістэмы, выражаюцца ў матэматычнай форме дыферэнцыяльных ураўненняў, таму аналагавыя кампутары вельмі падыходзяць для мадэлявання даследаванняў дынамічных сістэм.
Калі метад мадэлявання працуе, розныя вылічальныя кампаненты падключаюцца ў адпаведнасці з матэматычнай мадэллю сістэмы, а разлікі праводзяцца паралельна. Выходныя напружанні кожнага вылічальнага кампанента ўяўляюць адпаведныя зменныя ў сістэме. Перавагі адносін. Аднак галоўнай мэтай гэтага метаду аналізу з'яўляецца прадастаўленне электроннай мадэлі, якая можа быць выкарыстана для эксперыментальных даследаванняў, а не для атрымання дакладнага аналізу матэматычных задач, таму яна мае смяротны недахоп нізкай дакладнасці разліку; Акрамя таго, яго аналагавая схема часта складаная па структуры, устойлівая да здольнасці ўмешвацца з знешнім светам, вельмі дрэнная.
2.3 Эксперыментальны метад даследавання
Эксперыментальны метад даследавання - гэта неабходны метад даследавання для аналізу дынамічных характарыстык гідраўлічнай сістэмы, асабліва калі ў мінулым няма практычнага метаду тэарэтычнага даследавання, напрыклад, лічбавае мадэляванне, гэта можна прааналізаваць толькі эксперыментальнымі метадамі. Дзякуючы эксперыментальным даследаванням, мы можам інтуітыўна і па -сапраўднаму зразумець дынамічныя характарыстыкі гідраўлічнай сістэмы і змены адпаведных параметраў, але аналіз гідраўлічнай сістэмы з дапамогай эксперыментаў мае недахопы доўгага перыяду і высокіх выдаткаў.
Акрамя таго, для складанай гідраўлічнай сістэмы нават дасведчаныя інжынеры не ў поўнай меры ўпэўненыя ў сваім дакладным матэматычным мадэляванні, таму немагчыма правесці правільны аналіз і даследаванні яго дынамічнага працэсу. Дакладнасць убудаванай мадэлі можа быць эфектыўна праверана метадам спалучэння з эксперыментам, і прапановы па пераглядзе могуць быць прадастаўлены для ўстанаўлення правільнай мадэлі; У той жа час, вынікі абодвух можна параўнаць шляхам мадэлявання і эксперыментальных даследаванняў пры тых жа аналізах умоў, каб гарантаваць, што памылкі мадэлявання і эксперыментаў знаходзяцца ў межах кіраванага дыяпазону, так што цыкл даследавання можа быць скарочаны, а перавагі могуць быць палепшаны на аснове забеспячэння эфектыўнасці і якасці. Такім чынам, сённяшні эксперыментальны метад даследавання часта выкарыстоўваецца як неабходны сродак для параўнання і праверкі лікавага мадэлявання ці іншых вынікаў тэарэтычных даследаванняў важных дынамічных характарыстык гідраўлічнай сістэмы.
2.4 Метад лічбавага мадэлявання
Прагрэс сучаснай тэорыі кіравання і распрацоўка камп'ютэрных тэхналогій прынеслі новы метад вывучэння дынамічных характарыстык гідраўлічнай сістэмы, гэта значыць метад лічбавага мадэлявання. У гэтым метадзе спачатку ўсталёўваецца матэматычная мадэль гідраўлічнай сістэмы і выражаецца ў раўнанні стану, а затым рашэнне часу кожнай асноўнай зменнай сістэмы ў дынамічным працэсе атрымліваецца на кампутары.
Метад лічбавага мадэлявання падыходзіць як для лінейных сістэм, так і для нелінейных сістэм. Ён можа імітаваць змены сістэмных параметраў пад дзеяннем любой функцыі ўводу, а затым атрымаць прамое і ўсебаковае разуменне дынамічнага працэсу гідраўлічнай сістэмы. Дынамічныя характарыстыкі гідраўлічнай сістэмы можна прадказаць на першым этапе, так што вынікі праектавання можна параўнаць, праверыць і палепшыць у часе, што можа эфектыўна забяспечыць, што распрацаваная гідраўлічная сістэма мае добрыя працоўныя характарыстыкі і высокую надзейнасць. У параўнанні з іншымі сродкамі і метадамі вывучэння гідраўлічнай дынамічнай працы, тэхналогія лічбавага мадэлявання мае перавагі дакладнасці, надзейнасці, моцнай адаптацыі, кароткага цыкла і эканамічных зберажэнняў. Такім чынам, метад лічбавага мадэлявання шырока выкарыстоўваецца ў галіне даследаванняў гідраўлічных дынамічных характарыстык.
3. Напрамак распрацоўкі метадаў даследавання для гідраўлічных дынамічных характарыстык
Дзякуючы тэарэтычнаму аналізу метаду лічбавага мадэлявання ў спалучэнні з метадам даследавання параўнання і праверкі эксперыментальных вынікаў, ён стаў асноўным метадам вывучэння гідраўлічных дынамічных характарыстык. Акрамя таго, з -за перавагі тэхналогіі лічбавага мадэлявання, распрацоўка даследаванняў па гідраўлічных дынамічных характарыстыках будзе цесна інтэгравана з распрацоўкай тэхналогіі лічбавага мадэлявання. Паглыбленае вывучэнне тэорыі мадэлявання і звязаных з імі алгарытмаў гідраўлічнай сістэмы і развіцця праграмнага забеспячэння для мадэлявання гідраўлічнай сістэмы, якое лёгка мадэляваць, так што гідраўлічныя тэхнікі могуць прысвяціць больш энергіі даследаванню асноўнай працы гідраўлічнай сістэмы, з'яўляецца распрацоўкай галіновага даследавання гідраўлічнай дынамічнай характарыстыкі. адзін з напрамкаў.
Акрамя таго, з улікам складанасці складу сучасных гідраўлічных сістэм, механічных, электрычных і нават пнеўматычных праблем часта ўдзельнічаюць у вывучэнні іх дынамічных характарыстык. Ві Такім чынам, распрацоўка універсальнага гідраўлічнага праграмнага забеспячэння ў спалучэнні з адпаведнымі перавагамі праграмнага забеспячэння для мадэлявання ў розных галінах даследаванняў для дасягнення шматмернага сумеснага мадэлявання гідраўлічных сістэм стала галоўным кірункам распрацоўкі сучаснага метаду даследавання гідраўлічных дынамічных характарыстык.
З паляпшэннем патрабаванняў да эфектыўнасці сучаснай гідраўлічнай сістэмы традыцыйная гідраўлічная сістэма для завяршэння зададзенага цыкла дзеянняў прывада і задавальнення статычных патрабаванняў да эфектыўнасці сістэмы больш не можа адпавядаць патрабаванням, таму неабходна вывучыць дынамічныя характарыстыкі гідраўлічнай сістэмы.
На аснове тлумачэння сутнасці даследаванняў па дынамічных характарыстыках гідраўлічнай сістэмы ў гэтым артыкуле падрабязна ўводзіцца чатыры асноўныя метады вывучэння дынамічных характарыстык гідраўлічнай сістэмы, уключаючы метад аналізу функцый, метад мадэлявання, метад эксперыментальнага даследавання і метад лічбавага мадэлявання і іх перавагі і недахопы. Указваецца, што распрацоўка праграмнага забеспячэння для мадэлявання гідраўлічнай сістэмы, якое лёгка мадэляваць, і сумеснае мадэляванне праграмнага забеспячэння для мадэлявання шматкарыстальніцкіх даменаў з'яўляюцца асноўнымі напрамкамі распрацоўкі метаду даследавання гідраўлічных дынамічных характарыстык у будучыні.
Час паведамлення: 17 студзеня-2023