Hidrolik teknolojisinin sürekli gelişmesi ve ilerlemesi ile uygulama alanları giderek daha kapsamlı hale gelmektedir. Şanzıman ve kontrol fonksiyonlarını tamamlamak için kullanılan hidrolik sistem giderek daha karmaşık hale geliyor ve sistem esnekliği ve çeşitli performansları için daha yüksek gereksinimler öne sürülüyor. Bütün bunlar modern hidrolik sistemlerin tasarımına ve imalatına daha kesin ve derin gereksinimler getirmiştir. Aktüatörün önceden belirlenmiş eylem döngüsünü tamamlamak ve sistemin statik performans gereksinimlerini karşılamak için yalnızca geleneksel sistemi kullanarak yukarıdaki gereksinimleri karşılamaktan çok uzaktır.
Bu nedenle, modern hidrolik sistemlerin tasarımıyla ilgilenen araştırmacılar için, hidrolik transmisyon ve kontrol sistemlerinin dinamik özelliklerini incelemek, hidrolik sistemin çalışma sürecindeki dinamik özellikleri ve parametre değişikliklerini anlamak ve bunlara hakim olmak çok önemlidir. Hidrolik sistemi daha da geliştirin ve mükemmelleştirin. .
1. Hidrolik sistemin dinamik özelliklerinin özü
Hidrolik sistemin dinamik özellikleri, esas olarak hidrolik sistemin orijinal denge durumunu kaybedip yeni bir denge durumuna ulaşması sürecinde sergilediği özelliklerdir. Ayrıca, hidrolik sistemin başlangıçtaki denge durumunun bozulmasının ve dinamik sürecinin tetiklenmesinin iki ana nedeni vardır: Birincisi, şanzıman veya kontrol sisteminin süreç değişikliğinden kaynaklanmaktadır; diğeri ise dış müdahaleden kaynaklanmaktadır. Bu dinamik süreçte hidrolik sistemdeki her parametre değişkeni zamanla değişir ve bu değişim sürecinin performansı sistemin dinamik özelliklerinin kalitesini belirler.
2. Hidrolik dinamik özelliklerin araştırma yöntemi
Hidrolik sistemlerin dinamik özelliklerini incelemek için ana yöntemler fonksiyon analizi yöntemi, simülasyon yöntemi, deneysel araştırma yöntemi ve dijital simülasyon yöntemidir.
2.1 Fonksiyon analizi yöntemi
Transfer fonksiyonu analizi, klasik kontrol teorisine dayalı bir araştırma yöntemidir. Hidrolik sistemlerin dinamik özelliklerinin klasik kontrol teorisi ile analiz edilmesi genellikle tek girişli ve tek çıkışlı doğrusal sistemlerle sınırlıdır. Genel olarak öncelikle sistemin matematiksel modeli kurulup artımlı formu yazılır, ardından Laplace dönüşümü yapılır, böylece sistemin transfer fonksiyonu elde edilir ve daha sonra sistemin transfer fonksiyonu Bode'ye dönüştürülür. Sezgisel olarak analiz edilmesi kolay diyagram gösterimi. Son olarak tepki özellikleri Bode diyagramındaki faz-frekans eğrisi ve genlik-frekans eğrisi aracılığıyla analiz edilir. Doğrusal olmayan problemlerle karşılaşıldığında, doğrusal olmayan faktörler genellikle göz ardı edilir veya doğrusal bir sistem halinde basitleştirilir. Aslında hidrolik sistemler sıklıkla karmaşık doğrusal olmayan faktörlere sahiptir, dolayısıyla hidrolik sistemlerin dinamik özelliklerinin bu yöntemle analizinde büyük analiz hataları vardır. Ayrıca transfer fonksiyonu analizi yöntemi, araştırma nesnesini bir kara kutu gibi ele alır, yalnızca sistemin giriş ve çıkışına odaklanır ve araştırma nesnesinin iç durumunu tartışmaz.
Durum uzayı analizi yöntemi, incelenen hidrolik sistemin dinamik sürecinin matematiksel modelini, hidrolik sistemdeki her durum değişkeninin birinci dereceden türevini temsil eden birinci dereceden diferansiyel denklem sistemi olan bir durum denklemi olarak yazmaktır. sistem. Diğer birçok durum değişkeninin ve giriş değişkeninin bir fonksiyonu; bu fonksiyonel ilişki doğrusal olabilir veya doğrusal olmayabilir. Bir hidrolik sistemin dinamik sürecinin matematiksel modelini durum denklemi biçiminde yazmak için yaygın olarak kullanılan yöntem, durum fonksiyonu denklemini türetmek için transfer fonksiyonunu kullanmak veya durumu türetmek için yüksek mertebeden diferansiyel denklemi kullanmaktır. durum denklemi ve güç bağı diyagramı da durum denklemini listelemek için kullanılabilir. Bu analiz yöntemi, araştırılan sistemin iç değişikliklerine dikkat eder ve çok girdili ve çok çıktılı problemleri çözebilir, bu da transfer fonksiyonu analizi yönteminin eksikliklerini büyük ölçüde artırır.
Transfer fonksiyonu analizi yöntemini ve durum uzayı analizi yöntemini içeren fonksiyon analizi yöntemi, insanların hidrolik sistemin iç dinamik özelliklerini anlaması ve analiz etmesi için matematiksel temel oluşturur. Açıklama fonksiyonu yöntemi analiz için kullanılır, dolayısıyla analiz hataları kaçınılmaz olarak ortaya çıkar ve genellikle basit sistemlerin analizinde kullanılır.
2.2 Simülasyon yöntemi
Bilgisayar teknolojisinin henüz popüler olmadığı çağda, hidrolik sistemlerin dinamik özelliklerini simüle etmek ve analiz etmek için analog bilgisayarların veya analog devrelerin kullanılması da pratik ve etkili bir araştırma yöntemiydi. Analog bilgisayar, dijital bilgisayardan önce doğmuştur ve prensibi, farklı fiziksel büyüklüklerin değişen yasalarının matematiksel açıklamasındaki benzerliğe dayanarak analog sistemin özelliklerini incelemektir. İç değişkeni sürekli değişen bir voltaj değişkenidir ve değişkenin çalışması, devredeki voltajın, akımın ve bileşenlerin elektriksel özelliklerinin benzer çalışma ilişkisine dayanmaktadır.
Analog bilgisayarlar özellikle sıradan diferansiyel denklemlerin çözümü için uygundur, bu nedenle bunlara analog diferansiyel analizörler de denir. Hidrolik sistemler de dahil olmak üzere fiziksel sistemlerin dinamik süreçlerinin çoğu, diferansiyel denklemlerin matematiksel biçiminde ifade edilir, bu nedenle analog bilgisayarlar, dinamik sistemlerin simülasyon araştırmaları için çok uygundur.
Simülasyon yöntemi çalışırken, sistemin matematiksel modeline göre çeşitli hesaplama bileşenleri birbirine bağlanır ve hesaplamalar paralel olarak gerçekleştirilir. Her hesaplama bileşeninin çıkış voltajları sistemdeki karşılık gelen değişkenleri temsil eder. İlişkinin avantajları. Ancak bu analiz yönteminin temel amacı, matematik problemlerinin doğru bir analizini elde etmekten ziyade deneysel araştırmalar için kullanılabilecek bir elektronik model sağlamaktır, bu nedenle düşük hesaplama doğruluğu gibi ölümcül bir dezavantaja sahiptir; Ayrıca analog devresi genellikle karmaşık bir yapıya sahiptir ve dış dünyaya müdahale etme yeteneği son derece zayıftır.
2.3 Deneysel araştırma yöntemi
Deneysel araştırma yöntemi, hidrolik sistemin dinamik özelliklerini analiz etmek için vazgeçilmez bir araştırma yöntemi olup, özellikle geçmişte dijital simülasyon gibi pratik bir teorik araştırma yönteminin bulunmadığı durumlarda, yalnızca deneysel yöntemlerle analiz edilebilmektedir. Deneysel araştırma yoluyla, hidrolik sistemin dinamik özelliklerini ve ilgili parametrelerdeki değişiklikleri sezgisel ve gerçek anlamda anlayabiliriz, ancak hidrolik sistemin deneylerle analizinin uzun süre ve yüksek maliyet gibi dezavantajları vardır.
Ayrıca karmaşık hidrolik sistem için deneyimli mühendisler bile matematiksel modellemenin doğruluğundan tam olarak emin olamamakta, dolayısıyla dinamik süreci üzerinde doğru analiz ve araştırma yapmak mümkün olmamaktadır. Oluşturulan modelin doğruluğu, deneyle birleştirme yöntemi ile etkili bir şekilde doğrulanabilir ve doğru modelin kurulması için revizyon önerileri sunulabilir; Aynı zamanda, simülasyon ve deney hatalarının kontrol edilebilir aralıkta olmasını sağlamak için ikisinin sonuçları aynı koşullar altında simülasyon ve deneysel araştırma ile karşılaştırılabilir. Analiz, böylece araştırma döngüsü kısaltılabilir ve faydalar sağlanabilir. verimlilik ve kalitenin sağlanması esasına göre geliştirilebilir. Bu nedenle günümüzün deneysel araştırma yöntemi, önemli hidrolik sistem dinamik özelliklerinin sayısal simülasyonunu veya diğer teorik araştırma sonuçlarını karşılaştırmak ve doğrulamak için sıklıkla gerekli bir araç olarak kullanılmaktadır.
2.4 Dijital simülasyon yöntemi
Modern kontrol teorisinin ilerlemesi ve bilgisayar teknolojisinin gelişmesi, hidrolik sistemlerin dinamik özelliklerinin incelenmesi için yeni bir yöntemi, yani dijital simülasyon yöntemini getirmiştir. Bu yöntemde öncelikle hidrolik sistem sürecinin matematiksel modeli oluşturularak durum denklemi ile ifade edilir ve daha sonra dinamik süreçte sistemin her bir ana değişkeninin zaman tanım bölgesi çözümü bilgisayarda elde edilir.
Dijital simülasyon yöntemi hem doğrusal sistemler hem de doğrusal olmayan sistemler için uygundur. Herhangi bir giriş fonksiyonunun etkisi altında sistem parametrelerindeki değişiklikleri simüle edebilir ve ardından hidrolik sistemin dinamik sürecine ilişkin doğrudan ve kapsamlı bir anlayış elde edebilir. Hidrolik sistemin dinamik performansı ilk aşamada tahmin edilebilir, böylece tasarım sonuçları zamanla karşılaştırılabilir, doğrulanabilir ve geliştirilebilir, bu da tasarlanan hidrolik sistemin iyi bir çalışma performansına ve yüksek güvenilirliğe sahip olmasını etkili bir şekilde sağlayabilir. Hidrolik dinamik performansı incelemeye yönelik diğer araç 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 araştırmaları alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.
3. Hidrolik dinamik karakteristiklere yönelik araştırma yöntemlerinin gelişim yönü
Dijital simülasyon yönteminin teorik analizi, deneysel sonuçların karşılaştırılması ve doğrulanmasına yönelik araştırma yöntemiyle birleştiğinde, hidrolik dinamik özelliklerin incelenmesinde ana yöntem haline gelmiştir. Ayrıca, dijital simülasyon teknolojisinin üstünlüğü nedeniyle, hidrolik dinamik karakteristikler üzerine yapılan araştırmaların gelişimi, dijital simülasyon teknolojisinin gelişimi ile yakından entegre olacaktır. Hidrolik sistemin modelleme teorisi ve ilgili algoritmalarının derinlemesine incelenmesi ve modellenmesi kolay hidrolik sistem simülasyon yazılımının geliştirilmesi, böylece hidrolik teknisyenlerinin hidrolik sistemin temel çalışmasının araştırılmasına daha fazla enerji ayırabilmeleri amaçlanmaktadır. Hidrolik dinamik özellikler araştırması alanının gelişimi. yönlerden biridir.
Ek olarak, modern hidrolik sistemlerin bileşiminin karmaşıklığı göz önüne alındığında, mekanik, elektrik ve hatta pnömatik konular sıklıkla dinamik özelliklerinin incelenmesine dahil edilmektedir. Hidrolik sistemin dinamik analizinin bazen elektromekanik hidrolik gibi problemlerin kapsamlı bir analizi olduğu görülebilir. Bu nedenle, hidrolik sistemlerin çok boyutlu ortak simülasyonunu gerçekleştirmek için farklı araştırma alanlarındaki simülasyon yazılımının ilgili avantajlarıyla birlikte evrensel hidrolik simülasyon yazılımının geliştirilmesi, mevcut hidrolik dinamik karakteristikler araştırma yönteminin ana gelişim yönü haline gelmiştir.
Modern hidrolik sistemin performans gereksinimlerinin iyileştirilmesiyle birlikte, aktüatörün önceden belirlenmiş hareket döngüsünü tamamlayan ve sistemin statik performans gereksinimlerini karşılayan geleneksel hidrolik sistem artık gereksinimleri karşılayamıyor, bu nedenle dinamik özelliklerin incelenmesi zorunludur. hidrolik sistem.
Hidrolik sistemin dinamik özelliklerine ilişkin araştırmanın özünü açıklamaya dayalı olarak, bu makale, hidrolik sistemin dinamik özelliklerini incelemenin dört ana yöntemini ayrıntılı olarak tanıtmaktadır; bunlar arasında fonksiyon analizi yöntemi, simülasyon yöntemi, deneysel araştırma yer almaktadır. yöntemi ve dijital simülasyon yöntemi, avantajları ve dezavantajları. Modellenmesi kolay hidrolik sistem simülasyon yazılımının geliştirilmesinin ve çok alanlı simülasyon yazılımının ortak simülasyonunun gelecekte hidrolik dinamik karakteristikleri araştırma yönteminin ana gelişim yönleri olduğu belirtilmektedir.
Gönderim zamanı: Ocak-17-2023