Hidrolik teknolojinin sürekli gelişimi ve ilerlemesi ile uygulama alanları gittikçe daha geniş hale geliyor. İletim ve kontrol fonksiyonlarını tamamlamak için kullanılan hidrolik sistem gittikçe daha karmaşık hale geliyor ve sistem esnekliği ve çeşitli performansları için daha yüksek gereksinimler ortaya konuyor. Bunların hepsi, modern hidrolik sistemlerin tasarımı ve üretimi için daha kesin ve daha derin gereksinimler getirmiştir. Yukarıdaki gereksinimleri yalnızca aktüatörün önceden belirlenmiş eylem döngüsünü tamamlamak ve sistemin statik performans gereksinimlerini karşılamak için geleneksel sistemi kullanarak karşılayabilmekten çok uzaktır.
Bu nedenle, modern hidrolik sistemlerin tasarımına katılan araştırmacılar için, hidrolik iletim ve kontrol sistemlerinin dinamik özelliklerini incelemek, hidrolik sistemin çalışma sürecindeki dinamik özellikleri ve parametre değişikliklerini anlamak ve ustalaşmak için çok gereklidir. .
1. Hidrolik sistemin dinamik özelliklerinin özü
Hidrolik sistemin dinamik özellikleri esasen hidrolik sistemin orijinal denge durumunu kaybetme ve yeni bir denge durumuna ulaşma sürecinde sergilediği özelliklerdir. Ayrıca, hidrolik sistemin orijinal denge durumunu kırmanın ve dinamik sürecini tetiklemenin iki ana nedeni vardır: birine iletim veya kontrol sisteminin süreç değişiminden kaynaklanır; Diğeri dış müdahaleden kaynaklanır. Bu dinamik işlemde, hidrolik sistemdeki her parametre değişkeni zamanla değişir ve bu değişiklik işleminin performansı sistemin dinamik özelliklerinin kalitesini belirler.
2. Hidrolik dinamik özelliklerin araştırma yöntemi
Hidrolik sistemlerin dinamik özelliklerini incelemek için ana yöntemler fonksiyon analiz yöntemi, simülasyon yöntemi, deneysel araştırma yöntemi ve dijital simülasyon yöntemidir.
2.1 İşlev Analiz Yöntemi
Aktarım fonksiyon analizi klasik kontrol teorisine dayanan bir araştırma yöntemidir. Hidrolik sistemlerin dinamik özelliklerinin klasik kontrol teorisi ile analiz edilmesi genellikle tek girişli ve tek çıkışlı doğrusal sistemlerle sınırlıdır. Genel olarak, sistemin matematiksel modeli önce kurulur ve artımlı formu yazılır ve daha sonra Laplace dönüşümü gerçekleştirilir, böylece sistemin aktarım fonksiyonu elde edilir ve daha sonra sistemin aktarım fonksiyonu sezgisel olarak analiz edilmesi kolay bir Bode diyagramı temsiline dönüştürülür. Son olarak, yanıt özellikleri Bode diyagramındaki faz-frekans eğrisi ve genlik frekans eğrisi ile analiz edilir. Doğrusal olmayan problemlerle karşılaşırken, doğrusal olmayan faktörleri genellikle göz ardı edilir veya doğrusal bir sisteme basitleştirilir. Aslında, hidrolik sistemlerin genellikle karmaşık doğrusal olmayan faktörleri vardır, bu nedenle hidrolik sistemlerin dinamik özelliklerini bu yöntemle analiz etmede büyük analiz hataları vardır. Buna ek olarak, transfer fonksiyonu analiz yöntemi araştırma nesnesini kara kutu olarak ele alır, yalnızca sistemin girişine ve çıktısına odaklanır ve araştırma nesnesinin iç durumunu tartışmaz.
Durum uzay analiz yöntemi, hidrolik sistemdeki her durum değişkeninin birinci dereceden türevini temsil eden bir birinci dereceden diferansiyel denklem sistemi olan bir durum denklemi olarak incelenen hidrolik sistemin dinamik sürecinin matematiksel modelini yazmaktır. Diğer birkaç durum değişkeni ve girdi değişkeninin bir fonksiyonu; Bu fonksiyonel ilişki doğrusal veya doğrusal olmayan olabilir. Bir hidrolik sistemin dinamik sürecinin bir durum denklemi şeklinde matematiksel bir modelini yazmak için, yaygın olarak kullanılan yöntem, durum denklemini türetmek için transfer fonksiyonunu kullanmak veya durum denklemini türetmek için üst düzey diferansiyel denklemi kullanmaktır ve güç bağı diyagramı da durum denklemini listelemek için kullanılabilir. Bu analiz yöntemi, araştırılan sistemin dahili değişikliklerine dikkat eder ve transfer fonksiyonu analiz yönteminin eksikliklerini büyük ölçüde artıran çok girişli ve çok çıkışlı problemlerle başa çıkabilir.
Transfer fonksiyon analiz yöntemi ve durum uzay analiz yöntemini içeren fonksiyon analiz yöntemi, insanların hidrolik sistemin iç dinamik özelliklerini anlamaları ve analiz etmesi için matematiksel temeldir. Açıklama fonksiyon yöntemi analiz için kullanılır, bu nedenle analiz hataları kaçınılmaz olarak meydana gelir ve genellikle basit sistemlerin analizinde kullanılır.
2.2 Simülasyon yöntemi
Bilgisayar teknolojisinin henüz popüler olmadığı dönemde, hidrolik sistemlerin dinamik özelliklerini simüle etmek ve analiz etmek için analog bilgisayarlar veya analog devreler kullanmak da pratik ve etkili bir araştırma yöntemiydi. Analog bilgisayar dijital bilgisayardan önce doğdu ve prensibi, farklı fiziksel miktarlarda değişen yasaların matematiksel tanımındaki benzerliğe dayanarak analog sistemin özelliklerini incelemektir. Dahili değişkeni sürekli değişen bir voltaj değişkenidir ve değişkenin çalışması, devredeki voltaj, akım ve bileşenlerin elektriksel özelliklerinin benzer çalışma ilişkisine dayanır.
Analog bilgisayarlar özellikle sıradan diferansiyel denklemleri çözmek için uygundur, bu nedenle bunlara analog diferansiyel analizörler de denir. Hidrolik sistemler dahil fiziksel sistemlerin dinamik süreçlerinin çoğu, diferansiyel denklemlerin matematiksel formunda ifade edilir, bu nedenle analog bilgisayarlar dinamik sistemlerin simülasyon araştırması için çok uygundur.
Simülasyon yöntemi çalıştığında, sistemin matematiksel modeline göre çeşitli bilgi işlem bileşenleri bağlanır ve hesaplamalar paralel olarak gerçekleştirilir. Her bilgi işlem bileşeninin çıkış voltajları, sistemdeki karşılık gelen değişkenleri temsil eder. İlişkinin avantajları. Bununla birlikte, bu analiz yönteminin temel amacı, matematiksel problemlerin doğru bir analizini elde etmek yerine deneysel araştırmalar için kullanılabilecek bir elektronik model sağlamaktır, bu nedenle düşük hesaplama doğruluğunun ölümcül dezavantajına sahiptir; Ek olarak, analog devresi genellikle yapıda karmaşıktır, dış dünyaya müdahale etme yeteneğine dirençlidir.
2.3 Deneysel araştırma yöntemi
Deneysel araştırma yöntemi, hidrolik sistemin dinamik özelliklerini analiz etmek için vazgeçilmez bir araştırma yöntemidir, özellikle geçmişte dijital simülasyon gibi pratik bir teorik araştırma yöntemi olmadığında, sadece deneysel yöntemlerle analiz edilebilir. Deneysel araştırma yoluyla, hidrolik sistemin dinamik özelliklerini ve ilgili parametrelerin değişikliklerini sezgisel ve gerçekten anlayabiliriz, ancak hidrolik sistemin deneyler yoluyla analizi uzun süreli ve yüksek maliyete sahiptir.
Ek olarak, karmaşık hidrolik sistem için, deneyimli mühendisler bile doğru matematiksel modellemesinden tam olarak emin değildir, bu nedenle dinamik süreci hakkında doğru analiz ve araştırma yapmak imkansızdır. Yapılan modelin doğruluğu, deneyle birleşme yöntemi ile etkili bir şekilde doğrulanabilir ve doğru modeli oluşturmak için revizyon önerileri sağlanabilir; Aynı zamanda, ikisinin sonuçları, simülasyon ve deney hatalarının kontrol edilebilir aralık içinde olmasını sağlamak için aynı koşullar analizi altında simülasyon ve deneysel araştırmalarla karşılaştırılabilir, böylece araştırma döngüsü kısaltılabilir ve faydalar verimlilik ve kalite sağlama temelinde geliştirilebilir. Bu nedenle, günümüzün deneysel araştırma yöntemi genellikle önemli hidrolik sistem dinamik özelliklerinin sayısal simülasyonunu veya diğer teorik araştırma sonuçlarını karşılaştırmak ve doğrulamak için gerekli bir araç olarak kullanılmaktadır.
2.4 Dijital Simülasyon Yöntemi
Modern kontrol teorisinin ilerlemesi ve bilgisayar teknolojisinin geliştirilmesi, hidrolik sistem dinamik özellikleri, yani dijital simülasyon yöntemi çalışması için yeni bir yöntem getirmiştir. Bu yöntemde, önce hidrolik sistem sürecinin matematiksel modeli kurulur ve durum denklemi tarafından ifade edilir ve daha sonra dinamik işlemdeki sistemin her ana değişkeninin zaman alanı çözümü bilgisayarda elde edilir.
Dijital simülasyon yöntemi hem doğrusal sistemler hem de doğrusal olmayan sistemler için uygundur. Herhangi bir giriş işlevinin etkisi altında sistem parametrelerinin değişikliklerini simüle edebilir ve daha sonra hidrolik sistemin dinamik süreci hakkında doğrudan ve kapsamlı bir anlayış elde edebilir. Hidrolik sistemin dinamik performansı ilk aşamada tahmin edilebilir, böylece tasarım sonuçları zaman içinde karşılaştırılabilir, doğrulanabilir ve geliştirilebilir, bu da tasarlanan hidrolik sistemin iyi çalışma performansına ve yüksek güvenilirliğe sahip olmasını etkili bir şekilde sağlayabilir. Hidrolik dinamik performansı incelemek için diğer araçlar ve yöntemlerle karşılaştırıldığında, dijital simülasyon teknolojisi doğruluk, güvenilirlik, güçlü uyarlanabilirlik, kısa döngü ve ekonomik tasarruf avantajlarına sahiptir. Bu nedenle, dijital simülasyon yöntemi hidrolik dinamik performans araştırması alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.
3. Hidrolik dinamik özellikler için araştırma yöntemlerinin geliştirme yönü
Dijital simülasyon yönteminin teorik analizi yoluyla, deneysel sonuçları karşılaştırmanın ve doğrulamanın araştırma yöntemi ile birleştiğinde, hidrolik dinamik özellikleri incelemek için ana akım yöntem haline gelmiştir. Ayrıca, dijital simülasyon teknolojisinin üstünlüğü nedeniyle, hidrolik dinamik özellikler üzerine araştırmaların geliştirilmesi, dijital simülasyon teknolojisinin geliştirilmesi ile yakından entegre edilecektir. Hidrolik sistemin modelleme teorisi ve ilgili algoritmalarının derinlemesine incelenmesi ve modellenmesi kolay olan hidrolik sistem simülasyon yazılımının geliştirilmesi, hidrolik teknisyenler hidrolik sistemin temel çalışmasının araştırmasına daha fazla enerji ayırabilir. talimatlardan biri.
Ek olarak, modern hidrolik sistemlerin bileşiminin karmaşıklığı göz önüne alındığında, mekanik, elektrik ve hatta pnömatik sorunlar genellikle dinamik özelliklerinin incelenmesinde rol oynar. Hidrolik sistemin dinamik analizinin bazen elektromekanik hidrolik gibi problemlerin kapsamlı bir analizi olduğu görülebilir. Bu nedenle, hidrolik sistemlerin çok boyutlu eklem simülasyonunu elde etmek için, farklı araştırma alanlarında simülasyon yazılımının ilgili avantajları ile birleştiğinde, evrensel hidrolik simülasyon yazılımının geliştirilmesi, mevcut hidrolik dinamik karakteristik araştırma yönteminin ana geliştirme yönü haline gelmiştir.
Modern hidrolik sistemin performans gereksinimlerinin iyileştirilmesi ile, aktüatörün önceden belirlenmiş eylem döngüsünü tamamlamak ve sistemin statik performans gereksinimlerini karşılamak için geleneksel hidrolik sistem artık gereksinimleri karşılayamaz, bu nedenle hidrolik sistemin dinamik özelliklerini incelemek zorunludur.
Hidrolik sistemin dinamik özellikleri üzerindeki araştırmanın özünü açıklamaya dayanarak, bu makale, fonksiyon analiz yöntemi, simülasyon yöntemi, deneysel araştırma yöntemi ve dijital simülasyon yöntemi ve bunların avantajları ve dezavantajları dahil olmak üzere hidrolik sistemin dinamik özelliklerini incelemek için dört ana yöntem sunmaktadır. Modellenmesi kolay olan hidrolik sistem simülasyon yazılımının geliştirilmesinin ve çok alanlı simülasyon yazılımının ortak simülasyonunun, gelecekte hidrolik dinamik özelliklerin araştırma yönteminin ana geliştirme yönleri olduğu belirtilmektedir.
Gönderme Zamanı: Ocak-17-2023