Me zhvillimin dhe progresin e vazhdueshëm të teknologjisë hidraulike, fushat e aplikimit të saj po bëhen gjithnjë e më të gjera. Sistemi hidraulik i përdorur për të kompletuar funksionet e transmetimit dhe kontrollit po bëhet gjithnjë e më i ndërlikuar dhe kërkesa më të larta parashtrohen për fleksibilitetin e sistemit të tij dhe performancat e ndryshme. Të gjitha këto kanë sjellë kërkesa më të sakta dhe më të thella në projektimin dhe prodhimin e sistemeve hidraulike moderne. Është larg nga të qenit në gjendje të përmbushë kërkesat e mësipërme vetëm duke përdorur sistemin tradicional për të përfunduar ciklin e paracaktuar të veprimit të aktuatorit dhe për të përmbushur kërkesat e performancës statike të sistemit.
Prandaj, për studiuesit e angazhuar në projektimin e sistemeve hidraulike moderne, është shumë e nevojshme të studiohen karakteristikat dinamike të sistemeve hidraulike të transmetimit dhe kontrollit, të kuptojnë dhe zotërojnë karakteristikat dinamike dhe ndryshimet e parametrave në procesin e punës së sistemit hidraulik, në mënyrë që të përmirësimin dhe perfeksionimin e mëtejshëm të sistemit 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 fillestare të ekuilibrit dhe arritjes së një gjendje të re ekuilibri. Për më tepër, ka dy arsye kryesore për prishjen e gjendjes fillestare të ekuilibrit të sistemit hidraulik dhe nxitjen e procesit dinamik të tij: njëra është shkaktuar nga ndryshimi i procesit të sistemit të transmetimit ose kontrollit; tjetra shkaktohet nga interferenca e jashtme. Në këtë proces dinamik, çdo variabël parametri në sistemin hidraulik ndryshon me kalimin e kohës dhe performanca e këtij procesi të ndryshimit 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 hulumtimit 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 klasike të kontrollit. Analizimi i karakteristikave dinamike të sistemeve hidraulike me teorinë klasike të kontrollit zakonisht kufizohet në sistemet lineare me një hyrje dhe një dalje. Në përgjithësi, fillimisht vendoset modeli matematikor i sistemit dhe shkruhet forma e tij në rritje 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 Bode. Paraqitja e diagramit që është e lehtë për t'u analizuar në mënyrë intuitive. Së fundi, karakteristikat e përgjigjes analizohen përmes lakores së frekuencës fazë dhe lakores amplitudë-frekuencë në diagramin Bode. Kur hasni probleme jolineare, faktorët e tij jolinearë shpesh injorohen ose thjeshtohen në një sistem linear. Në fakt, sistemet hidraulike shpesh kanë faktorë komplekse jolinearë, 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 e trajton objektin e kërkimit si një kuti të zezë, fokusohet vetëm në hyrjen dhe daljen e sistemit dhe nuk diskuton gjendjen e brendshme të objektit të kërkimit.
Metoda e analizës së hapësirës së gjendjes është të shkruhet modeli matematikor i procesit dinamik të sistemit hidraulik në studim si një ekuacion i gjendjes, i cili është një sistem ekuacionesh diferenciale të rendit të parë, i cili përfaqëson derivatin e rendit të parë të çdo ndryshoreje të gjendjes në hidraulik. sistemi. Një funksion i disa ndryshoreve të tjera të gjendjes dhe variablave hyrëse; 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 gjendjes, metoda e përdorur zakonisht është përdorimi i funksionit të transferimit për të nxjerrë ekuacionin e funksionit të gjendjes, ose përdorimi i ekuacionit diferencial të rendit më të lartë për të nxjerrë ekuacioni i gjendjes dhe diagrami i lidhjes së fuqisë mund të përdoret gjithashtu për të renditur ekuacionin e gjendjes. Kjo metodë e analizës i kushton vëmendje ndryshimeve të brendshme të sistemit të hulumtuar, dhe mund të merret me problemet me shumë hyrje dhe shumë dalje, gjë që përmirëson në masë të madhe mangësitë e metodës së analizës së funksionit të transferimit.
Metoda e analizës së funksionit duke përfshirë metodën e analizës së funksionit të transferimit dhe metodën e analizës së hapësirës së gjendjes 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 njohur, përdorimi i kompjuterëve analogë ose qarqeve analoge për të simuluar dhe analizuar karakteristikat dinamike të sistemeve hidraulike ishte gjithashtu një metodë kërkimore praktike dhe efektive. 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. Variabla e saj e brendshme është një ndryshore e tensionit që ndryshon vazhdimisht dhe funksionimi i ndryshores bazohet në marrëdhënien e ngjashme të funksionimit të karakteristikave elektrike të tensionit, rrymës dhe përbërësve në qark.
Kompjuterët analogë janë veçanërisht të përshtatshëm për zgjidhjen e ekuacioneve diferenciale të zakonshme, prandaj quhen edhe analizues diferencial analog. Shumica e proceseve dinamike të sistemeve fizike duke përfshirë sistemet hidraulike shprehen në formën matematikore të ekuacioneve diferenciale, kështu që kompjuterët analogë janë shumë të përshtatshëm për kërkimin simulues të sistemeve dinamike.
Kur metoda e simulimit është duke punuar, komponentë të ndryshëm llogaritës lidhen sipas modelit matematikor të sistemit dhe llogaritjet kryhen paralelisht. Tensionet e daljes së çdo komponenti kompjuterik përfaqësojnë variablat përkatëse në sistem. Përparësitë e marrëdhënies. Megjithatë, qëllimi kryesor i kësaj metode analize është të sigurojë një model elektronik që mund të përdoret për kërkime eksperimentale, në vend që të marrë një analizë të saktë të problemeve matematikore, kështu që ka disavantazhin fatal të saktësisë së ulët të llogaritjes; Përveç kësaj, qarku i tij analog është shpesh kompleks në strukturë, rezistent ndaj Aftësia për të ndërhyrë me botën e jashtme është jashtëzakonisht e dobët.
2.3 Metoda e hulumtimit eksperimental
Metoda e hulumtimit eksperimental është një metodë e domosdoshme kërkimore për analizimin e karakteristikave dinamike të sistemit hidraulik, veçanërisht kur në të kaluarën nuk ekziston një metodë praktike e hulumtimit teorik siç është simulimi dixhital, ajo mund të analizohet vetëm me metoda eksperimentale. Nëpërmjet kërkimeve eksperimentale, ne mund të kuptojmë në mënyrë intuitive dhe të vërtetë karakteristikat dinamike të sistemit hidraulik dhe ndryshimet e parametrave të lidhur, por analiza e sistemit hidraulik përmes eksperimenteve ka disavantazhet e periudhës së gjatë dhe kostos së lartë.
Për më tepër, për sistemin kompleks hidraulik, edhe inxhinierët me përvojë nuk janë plotësisht të sigurt për modelimin e saktë matematikor, kështu që është e pamundur të kryhen analiza dhe kërkime 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 mund të jepen sugjerime për rishikim për të vendosur modelin e saktë; në të njëjtën kohë, rezultatet e të dyjave mund të krahasohen me simulim dhe kërkim eksperimental në të njëjtat kushte Analiza, për të siguruar që gabimet e simulimit dhe eksperimenteve janë brenda intervalit të kontrollueshëm, në mënyrë që cikli i kërkimit të mund të shkurtohet dhe përfitimet mund të përmirësohet në bazë të sigurimit të efikasitetit dhe cilësisë. Prandaj, metoda e sotme eksperimentale e hulumtimit përdoret shpesh si një mjet i nevojshëm për të krahasuar dhe verifikuar simulimet numerike ose rezultatet e tjera teorike të hulumtimit të karakteristikave të rëndësishme dinamike të sistemit hidraulik.
2.4 Metoda e simulimit dixhital
Përparimi i teorisë moderne të kontrollit dhe zhvillimi i teknologjisë kompjuterike kanë sjellë një metodë të re për studimin e karakteristikave dinamike të sistemit hidraulik, pra metodën e simulimit dixhital. Në këtë metodë fillimisht vendoset modeli matematikor i procesit të sistemit hidraulik dhe shprehet me ekuacionin e gjendjes dhe më pas në kompjuter merret zgjidhja e fushës kohore të secilës ndryshore kryesore të sistemit në procesin dinamik.
Metoda e simulimit dixhital është e përshtatshme si për sistemet lineare ashtu edhe për sistemet jolineare. Mund të simulojë ndryshimet e parametrave të sistemit nën veprimin e çdo funksioni hyrës, dhe më pas 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 krahasohen, verifikohen dhe përmirësohen në kohë, gjë që mund të sigurojë në mënyrë efektive që sistemi hidraulik i projektuar të ketë performancë të mirë pune dhe besueshmëri të lartë. Krahasuar me mjetet dhe metodat e tjera të studimit të performancës dinamike hidraulike, teknologjia e simulimit dixhital ka përparësitë e saktësisë, besueshmërisë, përshtatshmërisë së fortë, ciklit të shkurtër dhe kursimeve ekonomike. Prandaj, metoda e simulimit dixhital është përdorur gjerësisht në fushën e hulumtimit të performancës dinamike hidraulike.
3. Drejtimi i zhvillimit të metodave të kërkimit për karakteristikat dinamike hidraulike
Nëpërmjet analizës teorike të metodës së simulimit dixhital, e kombinuar me metodën e kërkimit të krahasimit dhe verifikimit të 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 kërkimit 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 me sistemin hidraulik, dhe zhvillimi i softuerit simulues të sistemit hidraulik që është i lehtë për t'u modeluar, në mënyrë që teknikët hidraulikë të mund t'i kushtojnë më shumë energji kërkimit të punës thelbësore të sistemit hidraulik. zhvillimi i fushës së kërkimit të karakteristikave dinamike hidraulike. një nga drejtimet.
Për më tepër, në funksion të kompleksitetit të përbërjes së sistemeve hidraulike moderne, 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 ndonjëherë është një analizë gjithëpërfshirëse e problemeve të tilla si hidraulika elektromekanike. Prandaj, zhvillimi i softuerit universal të simulimit hidraulik, i kombinuar me avantazhet përkatëse të softuerit simulues në fusha të ndryshme kërkimore, për të arritur simulimin e përbashkët shumëdimensional të sistemeve hidraulike është bërë drejtimi kryesor i zhvillimit të metodës aktuale të kërkimit të karakteristikave dinamike hidraulike.
Me përmirësimin e kërkesave të performancës së sistemit hidraulik modern, sistemi hidraulik tradicional për të përfunduar ciklin e paracaktuar të veprimit të aktuatorit dhe për të përmbushur kërkesat e performancës statike të sistemit nuk mund të përmbushë më kërkesat, kështu që është e domosdoshme të studiohen karakteristikat dinamike të sistemin hidraulik.
Në bazë të 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, kërkimin eksperimental. metodën dhe metodën e simulimit dixhital, si dhe avantazhet dhe disavantazhet e tyre. Theksohet se zhvillimi i softuerit të simulimit të sistemit hidraulik që është i lehtë për t'u modeluar dhe simulimi i përbashkët i softuerit simulues me shumë domene janë drejtimet kryesore të zhvillimit të metodës së kërkimit të karakteristikave dinamike hidraulike në të ardhmen.
Koha e postimit: Jan-17-2023