Гидравлик системийн динамик шинж чанарыг судлах арга

Гидравлик технологийн тасралтгүй хөгжил, дэвшлийн дагуу түүний хэрэглээний талбарууд улам бүр өргөн хүрээтэй болж байна. Дамжуулах болон хяналтын функцийг гүйцэтгэхэд ашигладаг гидравлик систем нь улам бүр төвөгтэй болж, системийн уян хатан байдал, янз бүрийн гүйцэтгэлд илүү өндөр шаардлага тавьж байна. Энэ бүхэн нь орчин үеийн гидравлик системийг зохион бүтээх, үйлдвэрлэхэд илүү нарийн, гүнзгий шаардлагыг авчирсан. Зөвхөн уламжлалт системийг ашиглан идэвхжүүлэгчийн урьдчилан тодорхойлсон үйл ажиллагааны мөчлөгийг дуусгах, системийн статик гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангах нь дээрх шаардлагыг хангахаас хол байна.

Тиймээс орчин үеийн гидравлик системийн дизайны чиглэлээр ажилладаг судлаачдын хувьд гидравлик дамжуулалт, удирдлагын системийн динамик шинж чанарыг судалж, гидравлик системийн ажлын процессын динамик шинж чанар, параметрийн өөрчлөлтийг ойлгож, эзэмших нь маш чухал юм. гидравлик системийг улам боловсронгуй болгож, төгс төгөлдөр болгоно. .

1. Гидравлик системийн динамик шинж чанарын мөн чанар

Гидравлик системийн динамик шинж чанарууд нь үндсэн тэнцвэрийн төлөвөө алдаж, шинэ тэнцвэрт байдалд хүрэх явцад гидравлик системд илэрдэг шинж чанарууд юм. Цаашилбал, гидравлик системийн анхны тэнцвэрийн төлөвийг эвдэж, түүний динамик процессыг эхлүүлэх хоёр үндсэн шалтгаан байдаг: нэг нь дамжуулалт эсвэл удирдлагын системийн процессын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй; нөгөө нь гадны нөлөөллөөс үүдэлтэй. Энэхүү динамик процесст гидравлик систем дэх параметрийн хувьсагч бүр цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг бөгөөд энэхүү өөрчлөлтийн үйл явцын гүйцэтгэл нь системийн динамик шинж чанарын чанарыг тодорхойлдог.

2. Гидравлик динамик шинж чанарыг судлах арга

Гидравлик системийн динамик шинж чанарыг судлах үндсэн аргууд нь функциональ шинжилгээний арга, симуляцийн арга, туршилт судалгааны арга, дижитал симуляцийн арга юм.

2.1 Функцийн шинжилгээний арга
Дамжуулах функцийн шинжилгээ нь сонгодог хяналтын онол дээр суурилсан судалгааны арга юм. Гидравлик системийн динамик шинж чанарыг сонгодог хяналтын онолоор шинжлэх нь ихэвчлэн нэг оролттой, нэг гаралттай шугаман системээр хязгаарлагддаг. Ерөнхийдөө эхлээд системийн математик загварыг тогтоож, өсөлтийн хэлбэрийг нь бичээд, дараа нь Лапласын хувиргалтыг хийж, системийн дамжуулах функцийг гаргаж, дараа нь системийн дамжуулах функцийг Bode болгон хувиргадаг. зөн совингоор шинжлэхэд хялбар диаграмын дүрслэл. Эцэст нь Bode диаграмм дахь фаз-давтамжийн муруй ба далайц-давтамжийн муруйгаар хариу урвалын шинж чанарыг шинжилнэ. Шугаман бус асуудлуудтай тулгарах үед түүний шугаман бус хүчин зүйлсийг ихэвчлэн үл тоомсорлож, шугаман систем болгон хялбаршуулдаг. Үнэн хэрэгтээ гидравлик системүүд нь ихэвчлэн нарийн төвөгтэй шугаман бус хүчин зүйлүүдтэй байдаг тул энэ аргаар гидравлик системийн динамик шинж чанарыг шинжлэхэд их хэмжээний дүн шинжилгээ хийх алдаа гардаг. Түүнчлэн шилжүүлгийн функцийн шинжилгээний арга нь судалгааны объектыг хар хайрцаг мэт авч үзэж, зөвхөн системийн оролт, гаралтад анхаарлаа хандуулж, судалгааны объектын дотоод байдлыг хэлэлцдэггүй.

Төрийн орон зайн шинжилгээний арга нь судлаж буй гидравлик системийн динамик процессын математик загварыг гидравлик дэх төлөвийн хувьсагч бүрийн нэгдүгээр эрэмбийн деривативыг илэрхийлдэг нэгдүгээр эрэмбийн дифференциал тэгшитгэлийн систем болох төлөвийн тэгшитгэл болгон бичих явдал юм. систем. Өөр хэд хэдэн төлөв хувьсагч болон оролтын хувьсагчийн функц; Энэ функциональ хамаарал нь шугаман болон шугаман бус байж болно. Гидравлик системийн динамик үйл явцын математик загварыг төлөвийн тэгшитгэл хэлбэрээр бичихийн тулд төлөвийн функцийн тэгшитгэлийг гаргахын тулд шилжүүлэх функцийг ашиглах, эсвэл дээд эрэмбийн дифференциал тэгшитгэлийг ашиглах нь түгээмэл хэрэглэгддэг арга юм. төлөв тэгшитгэл, мөн эрчим хүчний холболтын диаграммыг мөн төлөвийн тэгшитгэлийг жагсаахад ашиглаж болно. Энэхүү шинжилгээний арга нь судлагдсан системийн дотоод өөрчлөлтөд анхаарал хандуулж, олон оролт, олон гаралттай асуудлуудыг шийдвэрлэх боломжтой бөгөөд энэ нь дамжуулах функцийн шинжилгээний аргын дутагдлыг ихээхэн сайжруулдаг.

Дамжуулах функцийн шинжилгээний арга, төлөвийн орон зайн шинжилгээний аргыг багтаасан функциональ шинжилгээний арга нь гидравлик системийн дотоод динамик шинж чанарыг ойлгох, шинжлэх математикийн үндэс юм. Тайлбарлах функцийн аргыг шинжилгээнд ашигладаг тул шинжилгээний алдаа гарах нь гарцаагүй бөгөөд үүнийг энгийн системийн шинжилгээнд ихэвчлэн ашигладаг.

2.2 Симуляцийн арга
Компьютерийн технологи хараахан түгээмэл болоогүй байсан эрин үед аналог компьютер эсвэл аналог хэлхээг ашиглан гидравлик системийн динамик шинж чанарыг дуурайж, дүн шинжилгээ хийх нь практик, үр дүнтэй судалгааны арга байв. Аналог компьютер нь дижитал компьютерээс өмнө төрсөн бөгөөд түүний зарчим нь янз бүрийн физик хэмжигдэхүүнүүдийн өөрчлөгдөж буй хуулиудын математик тайлбарт ижил төстэй байдалд үндэслэн аналог системийн шинж чанарыг судлах явдал юм. Түүний дотоод хувьсагч нь тасралтгүй өөрчлөгддөг хүчдэлийн хувьсагч бөгөөд хувьсагчийн ажиллагаа нь хэлхээний хүчдэл, гүйдэл, эд ангиудын цахилгаан шинж чанаруудын ижил төстэй үйл ажиллагааны хамаарал дээр суурилдаг.

Аналог компьютер нь энгийн дифференциал тэгшитгэлийг шийдвэрлэхэд тохиромжтой байдаг тул тэдгээрийг аналог дифференциал анализатор гэж нэрлэдэг. Физик системийн ихэнх динамик процессууд, түүний дотор гидравлик системүүд нь дифференциал тэгшитгэлийн математик хэлбэрээр илэрхийлэгддэг тул аналог компьютерууд нь динамик системийн загварчлалын судалгаанд маш тохиромжтой байдаг.

Симуляцийн арга ажиллаж байх үед системийн математик загварын дагуу янз бүрийн тооцоолох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбож, тооцооллыг зэрэгцүүлэн гүйцэтгэдэг. Тооцооллын бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн гаралтын хүчдэл нь систем дэх харгалзах хувьсагчдыг илэрхийлдэг. Харилцааны давуу тал. Гэсэн хэдий ч энэхүү шинжилгээний аргын гол зорилго нь математикийн асуудлын үнэн зөв дүн шинжилгээ хийхээс илүү туршилтын судалгаанд ашиглах боломжтой цахим загвар гаргахад оршдог тул тооцооллын нарийвчлал бага байдаг үхлийн аюултай сул талтай; Нэмж дурдахад түүний аналог хэлхээ нь ихэвчлэн нарийн бүтэцтэй, тэсвэртэй, гадаад ертөнцөд хөндлөнгөөс оролцох чадвар нь маш муу байдаг.

2.3 Туршилтын судалгааны арга
Туршилтын судалгааны арга нь гидравлик системийн динамик шинж чанарыг шинжлэхэд зайлшгүй шаардлагатай судалгааны арга бөгөөд ялангуяа урьд өмнө дижитал симуляци гэх мэт онолын практик судалгааны арга байгаагүй тул зөвхөн туршилтын аргаар шинжилж болно. Туршилтын судалгаагаар бид гидравлик системийн динамик шинж чанар, холбогдох параметрүүдийн өөрчлөлтийг зөн совингоор, үнэн зөвөөр ойлгож чадна, гэхдээ туршилтаар гидравлик системийг шинжлэх нь урт хугацаа, өндөр өртөгтэй сул талуудтай.

Нэмж дурдахад, нарийн төвөгтэй гидравлик системийн хувьд туршлагатай инженерүүд хүртэл түүний математик загварчлалд бүрэн итгэлтэй байдаггүй тул түүний динамик үйл явцын талаар зөв шинжилгээ, судалгаа хийх боломжгүй юм. Баригдсан загварын үнэн зөвийг туршилттай хослуулах аргаар үр дүнтэй шалгаж, зөв ​​загварыг бий болгохын тулд засварлах зөвлөмжийг өгөх боломжтой; Үүний зэрэгцээ хоёрын үр дүнг ижил нөхцөлд симуляци болон туршилтын судалгаагаар харьцуулж болно. Шинжилгээ нь загварчлал ба туршилтын алдааг хянах боломжтой хязгаарт байгаа эсэхийг баталгаажуулах, ингэснээр судалгааны мөчлөгийг богиносгож, үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжтой. үр ашиг, чанарыг хангах үндсэн дээр сайжруулж болно. Тиймээс өнөөгийн туршилтын судалгааны аргыг ихэвчлэн гидравлик системийн чухал динамик шинж чанаруудын тоон симуляци эсвэл бусад онолын судалгааны үр дүнг харьцуулах, шалгахад шаардлагатай арга хэрэгсэл болгон ашигладаг.

2.4 Дижитал загварчлалын арга
Орчин үеийн хяналтын онолын дэвшил, компьютерийн технологийн хөгжил нь гидравлик системийн динамик шинж чанарыг судлах шинэ аргыг, өөрөөр хэлбэл дижитал симуляцийн аргыг авчирсан. Энэ аргын хувьд эхлээд гидравлик системийн үйл явцын математик загварыг тогтоож, төлөвийн тэгшитгэлээр илэрхийлж, дараа нь динамик процесс дахь системийн үндсэн хувьсагч бүрийн цаг хугацааны шийдлийг компьютер дээр гаргаж авдаг.

Дижитал симуляцийн арга нь шугаман систем болон шугаман бус системд тохиромжтой. Энэ нь аливаа оролтын функцын нөлөөн дор системийн параметрүүдийн өөрчлөлтийг дуурайж, дараа нь гидравлик системийн динамик үйл явцын талаар шууд, иж бүрэн ойлголтыг олж авах боломжтой. Гидравлик системийн динамик гүйцэтгэлийг эхний шатанд урьдчилан таамаглах боломжтой бөгөөд ингэснээр дизайны үр дүнг цаг хугацаанд нь харьцуулж, баталгаажуулж, сайжруулах боломжтой бөгөөд энэ нь зохион бүтээгдсэн гидравлик систем нь сайн ажиллах чадвартай, өндөр найдвартай байдлыг үр дүнтэй баталгаажуулж чадна. Гидравлик динамик гүйцэтгэлийг судлах бусад хэрэгсэл, аргуудтай харьцуулахад дижитал симуляцийн технологи нь нарийвчлал, найдвартай байдал, хүчтэй дасан зохицох чадвар, богино эргэлт, хэмнэлттэй давуу талтай. Тиймээс дижитал симуляцийн аргыг гидравлик динамик гүйцэтгэлийн судалгааны салбарт өргөнөөр ашиглаж ирсэн.

3. Гидравлик динамик үзүүлэлтийн судалгааны аргуудыг хөгжүүлэх чиглэл

Дижитал загварчлалын аргын онолын шинжилгээг туршилтын үр дүнг харьцуулах, шалгах судалгааны аргатай хослуулснаар гидравлик динамик шинж чанарыг судлах үндсэн арга болжээ. Цаашилбал, дижитал симуляцийн технологийн давуу талуудын улмаас гидравлик динамик шинж чанарын судалгааг хөгжүүлэх нь дижитал симуляцийн технологийн хөгжилтэй нягт уялдаатай байх болно. Гидравлик системийн загварчлалын онол болон холбогдох алгоритмуудыг гүнзгийрүүлэн судалж, загварчлахад хялбар гидравлик системийн симуляцийн программ хангамжийг хөгжүүлснээр гидравликийн техникч нар гидравлик системийн үндсэн ажлын судалгаанд илүү их хүч зарцуулж чадна. гидравлик динамик шинж чанарын судалгааны салбарын хөгжил. чиглэлүүдийн нэг.

Нэмж дурдахад орчин үеийн гидравлик системийн бүтцийн нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан тэдгээрийн динамик шинж чанарыг судлахад механик, цахилгаан, тэр ч байтугай хийн асуудал ихэвчлэн оролцдог. Гидравлик системийн динамик дүн шинжилгээ нь заримдаа цахилгаан механик гидравлик зэрэг асуудлуудыг цогцоор нь шинжилдэг болохыг харж болно. Тиймээс гидравлик системийн олон хэмжээст хамтарсан симуляцид хүрэхийн тулд янз бүрийн судалгааны салбарт симуляцийн програм хангамжийн давуу талуудтай хослуулан бүх нийтийн гидравлик симуляцийн програм хангамжийг хөгжүүлэх нь одоогийн гидравлик динамик шинж чанарыг судлах аргын хөгжлийн гол чиглэл болжээ.

Орчин үеийн гидравлик системийн гүйцэтгэлийн шаардлагыг сайжруулснаар идэвхжүүлэгчийн урьдчилан тодорхойлсон үйл ажиллагааны мөчлөгийг дуусгах, системийн статик гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангах уламжлалт гидравлик систем нь шаардлагад нийцэхээ больсон тул динамик шинж чанарыг судлах зайлшгүй шаардлагатай байна. гидравлик систем.

Гидравлик системийн динамик шинж чанарын судалгааны мөн чанарыг тайлбарлах үндсэн дээр энэхүү бүтээлд гидравлик системийн динамик шинж чанарыг судлах дөрвөн үндсэн аргыг, тухайлбал функциональ шинжилгээний арга, симуляцийн арга, туршилтын судалгааг дэлгэрэнгүй танилцуулав. арга ба дижитал симуляцийн арга, тэдгээрийн давуу болон сул талууд. Загварлахад хялбар гидравлик системийн симуляцийн программ хангамжийг хөгжүүлэх, олон домэйн симуляцийн программ хангамжийг хамтран загварчлах нь ирээдүйд гидравлик динамик шинж чанарыг судлах аргын хөгжлийн гол чиглэл болохыг онцлон тэмдэглэв.