Me zhvillimin e vazhdueshëm dhe përparimin e teknologjisë hidraulike, fushat e tij të aplikimit po bëhen gjithnjë e më të gjera. Sistemi hidraulik i përdorur për të përfunduar funksionet e transmetimit dhe kontrollit po bëhet gjithnjë e më komplekse, dhe kërkesat më të larta paraqiten për fleksibilitetin e sistemit të tij dhe performancat e ndryshme. Të gjitha këto kanë sjellë kërkesa më të sakta dhe më të thella në hartimin dhe prodhimin e sistemeve moderne hidraulike. Isshtë larg nga të qenit në gjendje të plotësoni kërkesat e mësipërme vetëm duke përdorur sistemin tradicional për të përfunduar ciklin e paracaktuar të veprimit të aktivizuesit dhe për të përmbushur kërkesat statike të performancës së sistemit.
Prandaj, për studiuesit e angazhuar në hartimin e sistemeve moderne hidraulike, është shumë e nevojshme të studiohen karakteristikat dinamike të sistemeve të transmetimit dhe kontrollit hidraulik, të kuptojnë dhe zotërojnë karakteristikat dinamike dhe ndryshimet e parametrave në procesin e punës të sistemit hidraulik, në mënyrë që të përmirësojnë dhe përsosur më tej sistemin hidraulik. .
1. Thelbi i karakteristikave dinamike të sistemit hidraulik
Karakteristikat dinamike të sistemit hidraulik janë në thelb karakteristikat që shfaq sistemi hidraulik gjatë procesit të humbjes së gjendjes së tij origjinale të ekuilibrit dhe arritjes së një gjendje të re ekuilibri. Për më tepër, ekzistojnë dy arsye kryesore për thyerjen e gjendjes origjinale të ekuilibrit të sistemit hidraulik dhe duke shkaktuar procesin e tij dinamik: një është shkaktuar nga ndryshimi i procesit të sistemit të transmetimit ose kontrollit; tjetri është shkaktuar nga ndërhyrja e jashtme. Në këtë proces dinamik, çdo variabël i parametrave në sistemin hidraulik ndryshon me kohën, dhe performanca e këtij procesi ndryshimi përcakton cilësinë e karakteristikave dinamike të sistemit.
2. Metoda e hulumtimit të karakteristikave dinamike hidraulike
Metodat kryesore për studimin e karakteristikave dinamike të sistemeve hidraulike janë metoda e analizës së funksionit, metoda e simulimit, metoda e kërkimit eksperimental dhe metoda e simulimit dixhital.
2.1 Metoda e analizës së funksionit
Analiza e funksionit të transferimit është një metodë kërkimore e bazuar në teorinë e kontrollit klasik. Analizimi i karakteristikave dinamike të sistemeve hidraulike me teori klasike të kontrollit zakonisht është e kufizuar në sistemet lineare me një hyrje të vetme dhe me një dalje të vetme. Në përgjithësi, modeli matematik i sistemit është vendosur së pari, dhe forma e tij rritëse është shkruar, dhe më pas kryhet transformimi Laplace, në mënyrë që të merret funksioni i transferimit të sistemit, dhe më pas funksioni i transferimit të sistemit të shndërrohet në një përfaqësim të diagramit Bode që është i lehtë për tu analizuar në mënyrë intuitive. Më në fund, karakteristikat e përgjigjes analizohen përmes kurbës së frekuencës fazore dhe kurbës së frekuencës së amplituda në diagramin Bode. Kur hasni probleme jolineare, faktorët e tij jolinear shpesh injorohen ose thjeshtohen në një sistem linear. Në fakt, sistemet hidraulike shpesh kanë faktorë komplekse jolineare, kështu që ka gabime të mëdha analize në analizimin e karakteristikave dinamike të sistemeve hidraulike me këtë metodë. Për më tepër, metoda e analizës së funksionit të transferimit trajton objektin e hulumtimit si një kuti e zezë, përqendrohet vetëm në hyrjen dhe prodhimin e sistemit, dhe nuk diskuton gjendjen e brendshme të objektit të hulumtimit.
Metoda e analizës së hapësirës shtetërore është të shkruajë modelin matematikor të procesit dinamik të sistemit hidraulik nën studim si një ekuacion shtetëror, i cili është një sistem i ekuacionit diferencial të rendit të parë, i cili përfaqëson derivatin e rendit të parë të secilës variabël shtetëror në sistemin hidraulik. Një funksion i disa variablave të tjerë të shtetit dhe variablave të hyrjes; Kjo marrëdhënie funksionale mund të jetë lineare ose jolineare. Për të shkruar një model matematikor të procesit dinamik të një sistemi hidraulik në formën e një ekuacioni të shtetit, metoda e përdorur zakonisht është të përdorni funksionin e transferimit për të nxjerrë ekuacionin e funksionit shtetëror, ose të përdorni ekuacionin diferencial të rendit më të lartë për të nxjerrë ekuacionin e shtetit, dhe diagrami i lidhjes së energjisë gjithashtu mund të përdoret për të renditur ekuacionin e shtetit. Kjo metodë e analizës i kushton vëmendje ndryshimeve të brendshme të sistemit të hulumtuar, dhe mund të merret me probleme me shumë hyrje dhe shumë-dalje, gjë që përmirëson shumë të metat e metodës së analizës së funksionit të transferimit.
Metoda e analizës së funksionit përfshirë metodën e analizës së funksionit të transferimit dhe metodën e analizës së hapësirës shtetërore është baza matematikore që njerëzit të kuptojnë dhe analizojnë karakteristikat e brendshme dinamike të sistemit hidraulik. Metoda e funksionit të përshkrimit përdoret për analizë, kështu që gabimet e analizës ndodhin në mënyrë të pashmangshme, dhe shpesh përdoret në analizën e sistemeve të thjeshta.
2.2 Metoda e simulimit
Në epokën kur teknologjia kompjuterike nuk ishte ende e popullarizuar, përdorimi i kompjuterave analoge ose qarqeve analoge për të simuluar dhe analizuar karakteristikat dinamike të sistemeve hidraulike ishte gjithashtu një metodë praktike dhe efektive e kërkimit. Kompjuteri analog ka lindur para kompjuterit dixhital, dhe parimi i tij është të studiojë karakteristikat e sistemit analog bazuar në ngjashmërinë në përshkrimin matematikor të ligjeve në ndryshim të sasive të ndryshme fizike. Variabli i saj i brendshëm është një variabël i tensionit që ndryshon vazhdimisht, dhe funksionimi i ndryshores bazohet në marrëdhëniet e ngjashme të funksionimit të karakteristikave elektrike të tensionit, rrymës dhe përbërësve në qark.
Kompjuterët analoge janë veçanërisht të përshtatshëm për zgjidhjen e ekuacioneve diferenciale të zakonshme, kështu që ato quhen edhe analizues diferencialë analoge. Shumica e proceseve dinamike të sistemeve fizike përfshirë sistemet hidraulike shprehen në formën matematikore të ekuacioneve diferenciale, kështu që kompjuterët analog janë shumë të përshtatshëm për hulumtimin e simulimit të sistemeve dinamike.
Kur metoda e simulimit po funksionon, komponentë të ndryshëm informatikë janë të lidhur sipas modelit matematikor të sistemit, dhe llogaritjet kryhen paralelisht. Tensionet e daljes së secilit komponent informatikë paraqesin variablat përkatëse në sistem. Avantazhet e marrëdhënies. Sidoqoftë, qëllimi kryesor i kësaj metode të analizës është të sigurojë një model elektronik që mund të përdoret për hulumtime eksperimentale, në vend se të marrë një analizë të saktë të problemeve matematikore, kështu që ka disavantazh fatal të saktësisë së ulët të llogaritjes; Për më tepër, qarku i tij analog është shpesh kompleks në strukturë, rezistent ndaj aftësisë për të ndërhyrë në botën e jashtme është jashtëzakonisht e dobët.
2.3 Metoda e hulumtimit eksperimental
Metoda e hulumtimit eksperimental është një metodë e domosdoshme e hulumtimit për të analizuar karakteristikat dinamike të sistemit hidraulik, veçanërisht kur nuk ka asnjë metodë praktike të hulumtimit teorik siç është simulimi dixhital në të kaluarën, ai mund të analizohet vetëm me metoda eksperimentale. Përmes hulumtimeve eksperimentale, ne mund të kuptojmë intuitivisht dhe me të vërtetë karakteristikat dinamike të sistemit hidraulik dhe ndryshimet e parametrave të lidhur, por analiza e sistemit hidraulik përmes eksperimenteve ka disavantazhet e një periudhe të gjatë dhe me kosto të lartë.
Për më tepër, për sistemin kompleks hidraulik, madje edhe inxhinierët me përvojë nuk janë plotësisht të sigurt për modelimin e tij të saktë matematikor, kështu që është e pamundur të kryhet analiza dhe hulumtime të sakta mbi procesin e tij dinamik. Saktësia e modelit të ndërtuar mund të verifikohet në mënyrë efektive përmes metodës së kombinimit me eksperimentin, dhe sugjerime për rishikim mund të sigurohen për të vendosur modelin e saktë; Në të njëjtën kohë, rezultatet e të dyve mund të krahasohen me simulim dhe hulumtim eksperimental në të njëjtën analizë të kushteve, për të siguruar që gabimet e simulimit dhe eksperimenteve të jenë brenda intervalit të kontrollueshëm, në mënyrë që cikli i hulumtimit të mund të shkurtohet dhe përfitimet të mund të përmirësohen në bazë të sigurimit të efikasitetit dhe cilësisë. Prandaj, metoda e sotme e hulumtimit eksperimental shpesh përdoret si një mjet i domosdoshëm për të krahasuar dhe verifikuar simulimin numerik ose rezultatet e tjera të hulumtimit teorik të karakteristikave të rëndësishme dinamike të sistemit hidraulik.
2.4 Metoda e simulimit dixhital
Progresi i teorisë moderne të kontrollit dhe zhvillimi i teknologjisë kompjuterike kanë sjellë një metodë të re për studimin e karakteristikave dinamike të sistemit hidraulik, domethënë, metoda e simulimit dixhital. Në këtë metodë, modeli matematikor i procesit të sistemit hidraulik është vendosur së pari, dhe shprehet nga ekuacioni shtetëror, dhe më pas zgjidhja e fushës kohore të secilës variabël kryesore të sistemit në procesin dinamik merret në kompjuter.
Metoda e simulimit dixhital është i përshtatshëm si për sistemet lineare ashtu edhe për sistemet jolineare. Mund të simulojë ndryshimet e parametrave të sistemit nën veprimin e çdo funksioni të hyrjes, dhe pastaj të marrë një kuptim të drejtpërdrejtë dhe gjithëpërfshirës të procesit dinamik të sistemit hidraulik. Performanca dinamike e sistemit hidraulik mund të parashikohet në fazën e parë, në mënyrë që rezultatet e projektimit të mund të krahasohen, verifikohen dhe përmirësohen në kohë, të cilat mund të sigurojnë në mënyrë efektive që sistemi hidraulik i projektuar të ketë performancë të mirë të punës dhe besueshmëri të lartë. Krahasuar me mjetet dhe metodat e tjera të studimit të performancës dinamike hidraulike, teknologjia e simulimit dixhital ka avantazhet e saktësisë, besueshmërisë, përshtatshmërisë së fortë, ciklit të shkurtër dhe kursimeve ekonomike. Prandaj, metoda e simulimit dixhital është përdorur gjerësisht në fushën e hulumtimit dinamik hidraulik të performancës.
3. Drejtimi i zhvillimit të metodave të hulumtimit për karakteristikat dinamike hidraulike
Përmes analizës teorike të metodës së simulimit dixhital, i kombinuar me metodën e hulumtimit për krahasimin dhe verifikimin e rezultateve eksperimentale, ajo është bërë metoda kryesore për studimin e karakteristikave dinamike hidraulike. Për më tepër, për shkak të epërsisë së teknologjisë së simulimit dixhital, zhvillimi i hulumtimit mbi karakteristikat dinamike hidraulike do të integrohet ngushtë me zhvillimin e teknologjisë së simulimit dixhital. Studimi i thelluar i teorisë së modelimit dhe algoritmeve të lidhura të sistemit hidraulik, dhe zhvillimi i softuerit të simulimit të sistemit hidraulik që është i lehtë për tu modeluar, në mënyrë që teknikët hidraulikë të mund t'i kushtojnë më shumë energji në hulumtimin e punës thelbësore të sistemit hidraulik është zhvillimi i fushës së hulumtimit të karakteristikave dinamike hidraulike. një nga udhëzimet.
Për më tepër, duke pasur parasysh kompleksitetin e përbërjes së sistemeve moderne hidraulike, çështjet mekanike, elektrike dhe madje edhe pneumatike shpesh përfshihen në studimin e karakteristikave të tyre dinamike. Mund të shihet se analiza dinamike e sistemit hidraulik është nganjëherë një analizë gjithëpërfshirëse e problemeve siç është hidraulika elektromekanike. Prandaj, zhvillimi i softuerit universal të simulimit hidraulik, i kombinuar me avantazhet përkatëse të softuerit të simulimit në fusha të ndryshme kërkimore, për të arritur simulim shumë-dimensional të përbashkët të sistemeve hidraulike është bërë drejtimi kryesor i zhvillimit të metodës aktuale të hulumtimit të karakteristikave dinamike hidraulike.
Me përmirësimin e kërkesave të performancës së sistemit modern hidraulik, sistemi tradicional hidraulik për të përfunduar ciklin e paracaktuar të veprimit të aktivizuesit dhe për të përmbushur kërkesat statike të performancës së sistemit nuk mund të plotësojë më kërkesat, kështu që është e domosdoshme të studiohen karakteristikat dinamike të sistemit hidraulik.
Mbi bazën e shpjegimit të thelbit të hulumtimit mbi karakteristikat dinamike të sistemit hidraulik, ky punim prezanton në detaje katër metoda kryesore të studimit të karakteristikave dinamike të sistemit hidraulik, duke përfshirë metodën e analizës së funksionit, metodën e simulimit, metodën e kërkimit eksperimental dhe metodën e simulimit dixhital, dhe avantazhet dhe disavantazhet e tyre. Theksohet se zhvillimi i softuerit të simulimit të sistemit hidraulik që është i lehtë për tu modeluar dhe simulimi i përbashkët i softuerit të simulimit shumë-domain janë drejtimet kryesore të zhvillimit të metodës së hulumtimit të karakteristikave dinamike hidraulike në të ardhmen.
Koha e postimit: Jan-17-2023