Благодаря непрерывному развитию и прогрессу гидравлических технологий, ее области применения становятся все более и более обширными. Гидравлическая система, используемая для выполнения функций передачи и управления, становится все более сложной, а более высокие требования выдвигаются для его гибкости системы и различных характеристик. Все они принесли более точные и более глубокие требования к проектированию и изготовлению современных гидравлических систем. Он далеко не способен удовлетворить вышеуказанные требования, только используя традиционную систему для завершения предопределенного цикла действия привода и удовлетворения статических требований к производительности системы.
Следовательно, для исследователей, занимающихся разработкой современных гидравлических систем, очень необходимо изучить динамические характеристики гидравлических систем передачи и управления, понимать и освоить динамические характеристики и изменения параметров в рабочем процессе гидравлической системы, чтобы еще больше улучшить и совершенствовать гидравлическую систему. Полем
1. Суть динамических характеристик гидравлической системы
Динамические характеристики гидравлической системы - это по существу характеристики, которые гидравлическая система демонстрирует в процессе потери своего исходного состояния равновесия и достижения нового состояния равновесия. Кроме того, существует две основные причины разрыва исходного состояния равновесия гидравлической системы и запуска его динамического процесса: один вызван изменением процесса системы передачи или управления; Другой вызван внешним вмешательством. В этом динамическом процессе каждая переменная параметра в гидравлической системе меняется со временем, и производительность этого процесса изменения определяет качество динамических характеристик системы.
2. Метод исследования гидравлических динамических характеристик
Основными методами изучения динамических характеристик гидравлических систем являются метод анализа функций, метод моделирования, метод экспериментального исследования и метод цифрового моделирования.
2.1 Метод анализа функций
Анализ трансферной функции - это метод исследования, основанный на классической теории контроля. Анализ динамических характеристик гидравлических систем с классической теорией управления обычно ограничивается линейными системами с одним входом и одноклассником. Как правило, сначала установлена математическая модель системы, и ее инкрементная форма записывается, а затем выполняется преобразование Лапласа, так что получается переносная функция системы, а затем трансферная функция системы преобразуется в представление диаграммы BoDE, которое легко анализировать интуитивно. Наконец, характеристики отклика анализируются с помощью фазовой кривой и кривой амплитуды на диаграмме Боде. При столкновении с нелинейными проблемами его нелинейные факторы часто игнорируются или упрощаются в линейную систему. Фактически, гидравлические системы часто имеют сложные нелинейные факторы, поэтому существуют большие ошибки анализа при анализе динамических характеристик гидравлических систем с помощью этого метода. Кроме того, метод анализа передаточных функций рассматривает объект исследования как черный ящик, фокусируется только на вводе и выводе системы и не обсуждает внутреннее состояние объекта исследования.
Метод анализа пространства состояний состоит в том, чтобы написать математическую модель динамического процесса исследуемой гидравлической системы в качестве уравнения состояния, которая представляет собой дифференциальную систему уравнения первого порядка, которая представляет производную первого порядка каждой переменной состояния в гидравлической системе. Функция нескольких других переменных состояния и входных переменных; Эта функциональная связь может быть линейной или нелинейной. Чтобы написать математическую модель динамического процесса гидравлической системы в форме уравнения состояния, обычно используемый метод состоит в том, чтобы использовать передаточную функцию для вывода уравнения функции состояния или использования дифференциального уравнения высшего порядка для вывода уравнения состояния, и диаграмма силовой связи также может использоваться для перечисления уравнения состояния. Этот метод анализа обращает внимание на внутренние изменения исследуемой системы и может иметь дело с проблемами с несколькими входными и мульти-выпускными, которые значительно улучшают недостатки метода анализа трансферной функции.
Метод анализа функций, включающий метод анализа трансферных функций и метод анализа пространства состояний, является математической основой для людей, чтобы понять и проанализировать внутренние динамические характеристики гидравлической системы. Метод функции описания используется для анализа, поэтому ошибки анализа неизбежно происходят, и его часто используются при анализе простых систем.
2.2 Метод моделирования
В эпоху, когда компьютерные технологии еще не были популярны, использование аналоговых компьютеров или аналоговых схем для моделирования и анализа динамических характеристик гидравлических систем также было практическим и эффективным методом исследования. Аналоговый компьютер родился перед цифровым компьютером, и его принцип состоит в том, чтобы изучить характеристики аналоговой системы на основе сходства в математическом описании изменяющихся законов разных физических величин. Его внутренняя переменная - это непрерывно изменяющаяся переменная напряжения, и операция переменной основана на аналогичной операции зависимости электрических характеристик напряжения, тока и компонентов в схеме.
Аналоговые компьютеры особенно подходят для решения обычных дифференциальных уравнений, поэтому их также называют аналоговыми дифференциальными анализаторами. Большинство динамических процессов физических систем, включая гидравлические системы, выражаются в математической форме дифференциальных уравнений, поэтому аналоговые компьютеры очень подходят для исследования моделирования динамических систем.
Когда метод моделирования работает, различные вычислительные компоненты подключены в соответствии с математической моделью системы, и расчеты выполняются параллельно. Выходные напряжения каждого вычислительного компонента представляют соответствующие переменные в системе. Преимущества отношений. Тем не менее, основная цель этого метода анализа состоит в том, чтобы предоставить электронную модель, которая может использоваться для экспериментальных исследований, а не для получения точного анализа математических задач, поэтому она имеет смертельный недостаток низкой точности расчета; Кроме того, его аналоговая схема часто сложна по структуре, устойчивая к способности мешать внешнему миру, чрезвычайно плохая.
2.3 Экспериментальный метод исследования
Экспериментальный метод исследования представляет собой незаменимый метод исследования для анализа динамических характеристик гидравлической системы, особенно когда в прошлом нет практического теоретического метода исследования, такого как цифровое моделирование, его можно проанализировать только с помощью экспериментальных методов. Благодаря экспериментальным исследованиям мы можем интуитивно и по -настоящему понимать динамические характеристики гидравлической системы и изменения связанных параметров, но анализ гидравлической системы через эксперименты имеет недостатки длительного периода и высокой стоимости.
Кроме того, для сложной гидравлической системы даже опытные инженеры не полностью уверены в своем точном математическом моделировании, поэтому невозможно провести правильный анализ и исследование его динамического процесса. Точность встроенной модели может быть эффективно проверена с помощью метода объединения с экспериментом, и могут быть предоставлены предложения по пересмотру, чтобы установить правильную модель; В то же время, результаты двух можно сравнить с помощью моделирования и экспериментальных исследований в рамках того же анализа условий, чтобы гарантировать, что ошибки моделирования и экспериментов находятся в пределах контролируемого диапазона, так что цикл исследования может быть сокращен, и преимущества могут быть улучшены на основе обеспечения эффективности и качества. Таким образом, сегодняшний метод экспериментального исследования часто используется в качестве необходимого средства для сравнения и проверки численного моделирования или других теоретических исследований, результатов важных динамических характеристик гидравлической системы.
2.4 Метод цифрового моделирования
Прогресс современной теории управления и разработка компьютерных технологий принесла новый метод для изучения динамических характеристик гидравлической системы, то есть метода цифрового моделирования. В этом методе сначала устанавливается математическая модель процесса гидравлической системы и выражается уравнением состояния, а затем на компьютере получается решение временной области каждой основной переменной системы в динамическом процессе.
Метод цифрового моделирования подходит как для линейных систем, так и для нелинейных систем. Он может имитировать изменения параметров системы в соответствии с действием любой входной функции, а затем получить прямое и всестороннее понимание динамического процесса гидравлической системы. Динамическая производительность гидравлической системы может быть предсказана на первом этапе, так что результаты конструкции можно сравнить, проверять и улучшить во времени, что может эффективно гарантировать, что разработанная гидравлическая система обладает хорошей рабочей производительности и высокой надежностью. По сравнению с другими средствами и методами изучения гидравлической динамической производительности, технология цифрового моделирования обладает преимуществами точности, надежности, сильной адаптивности, короткого цикла и экономических сбережений. Следовательно, метод цифрового моделирования широко использовался в области исследований гидравлической динамической производительности.
3. Направление разработки методов исследования гидравлических динамических характеристик
Благодаря теоретическому анализу метода цифрового моделирования в сочетании с методом исследования и проверки экспериментальных результатов, он стал основным методом для изучения гидравлических динамических характеристик. Кроме того, из -за превосходства технологии цифрового моделирования разработка исследований гидравлических динамических характеристик будет тесно интегрирована с разработкой технологии цифрового моделирования. Углубленное исследование теории моделирования и связанных с ними алгоритмов гидравлической системы и разработка программного обеспечения для моделирования гидравлической системы, которое легко моделировать, так что гидравлические техники могут посвятить большую энергию исследованию основной работы гидравлической системы, является развитием области гидравлической динамической характеристики. одно из направлений.
Кроме того, с учетом сложности состава современных гидравлических систем, механические, электрические и даже пневматические проблемы часто участвуют в изучении их динамических характеристик. Можно видеть, что динамический анализ гидравлической системы иногда является всесторонним анализом таких проблем, как электромеханическая гидравлика. Следовательно, разработка универсального программного обеспечения для гидравлического моделирования в сочетании с соответствующими преимуществами программного обеспечения для моделирования в различных областях исследования для достижения многомерного совместного моделирования гидравлических систем стало основным направлением разработки нынешнего метода исследования гидравлических динамических характеристик.
С улучшением требований к производительности современной гидравлической системы традиционная гидравлическая система для завершения предопределенного цикла действия привода и соответствия статическим требованиям к производительности системы больше не может соответствовать требованиям, поэтому необходимо изучить динамические характеристики гидравлической системы.
На основании объяснения сущности исследования динамических характеристик гидравлической системы, этот документ подробно вводит четыре основных метода изучения динамических характеристик гидравлической системы, включая метод анализа функций, метод моделирования, метод экспериментальных исследований и метод цифрового моделирования, а также их преимущества и недостатки. Указано, что разработка программного обеспечения для моделирования гидравлической системы, которое легко моделировать, и совместное моделирование программного обеспечения для моделирования с несколькими доменами является основными направлениями разработки метода исследования гидравлических динамических характеристик в будущем.
Время поста: 17-2023 января