روش تحقیق از ویژگی های پویا سیستم هیدرولیک

با توسعه مداوم و پیشرفت فناوری هیدرولیک ، زمینه های کاربرد آن بیشتر و گسترده تر می شوند. سیستم هیدرولیک مورد استفاده برای تکمیل توابع انتقال و کنترل پیچیده تر می شود و نیازهای بالاتر برای انعطاف پذیری سیستم و عملکردهای مختلف آن مطرح می شود. همه اینها نیازهای دقیق تر و عمیق تری را برای طراحی و ساخت سیستم های هیدرولیک مدرن به ارمغان آورده است. این دور از این نیست که فقط با استفاده از سیستم سنتی برای تکمیل چرخه اقدام از پیش تعیین شده محرک و برآورده کردن نیازهای عملکرد استاتیک سیستم ، نیازهای فوق را برآورده کنیم.

بنابراین ، برای محققان مشغول طراحی سیستم های هیدرولیک مدرن ، مطالعه ویژگی های پویا سیستم های انتقال و کنترل هیدرولیک ، درک و تسلط بر خصوصیات پویا و تغییرات پارامتر در فرآیند کار سیستم هیدرولیک ، به منظور بهبود و تکمیل سیستم هیدرولیک بسیار ضروری است. بشر

1. جوهر خصوصیات پویا سیستم هیدرولیک

خصوصیات پویا سیستم هیدرولیک در اصل ویژگی هایی است که سیستم هیدرولیک در طی فرآیند از دست دادن حالت تعادل اصلی خود و رسیدن به حالت تعادل جدید نشان می دهد. علاوه بر این ، دو دلیل اصلی برای شکستن حالت تعادل اصلی سیستم هیدرولیک و تحریک روند پویا آن وجود دارد: یکی از تغییر فرآیند سیستم انتقال یا کنترل ایجاد می شود. دیگری در اثر تداخل خارجی ایجاد می شود. در این فرآیند پویا ، هر متغیر پارامتر در سیستم هیدرولیک با زمان تغییر می کند و عملکرد این فرآیند تغییر کیفیت ویژگی های پویا سیستم را تعیین می کند.

2. روش تحقیق خصوصیات پویا هیدرولیک

روشهای اصلی برای مطالعه ویژگی های پویا سیستم های هیدرولیک عبارتند از روش تجزیه و تحلیل عملکرد ، روش شبیه سازی ، روش تحقیق تجربی و روش شبیه سازی دیجیتال.

2.1 روش تجزیه و تحلیل عملکرد
تجزیه و تحلیل عملکرد انتقال یک روش تحقیق مبتنی بر تئوری کنترل کلاسیک است. تجزیه و تحلیل ویژگی های پویا سیستم های هیدرولیک با تئوری کنترل کلاسیک معمولاً به سیستم های خطی تک ورودی و تک خروجی محدود می شود. به طور کلی ، مدل ریاضی سیستم ابتدا ایجاد می شود ، و شکل افزایشی آن نوشته شده است ، و سپس تبدیل لاپلاس انجام می شود ، به طوری که عملکرد انتقال سیستم به دست می آید ، و سپس عملکرد انتقال سیستم به یک نمودار نمودار Bode تبدیل می شود که به راحتی قابل تجزیه و تحلیل است. سرانجام ، ویژگی های پاسخ از طریق منحنی فاز فرکانس و منحنی فرکانس دامنه در نمودار Bode مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. هنگام مواجهه با مشکلات غیرخطی ، عوامل غیرخطی آن اغلب به یک سیستم خطی نادیده گرفته می شوند یا ساده می شوند. در حقیقت ، سیستم های هیدرولیک اغلب عوامل غیرخطی پیچیده ای دارند ، بنابراین خطاهای تجزیه و تحلیل بزرگی در تجزیه و تحلیل ویژگی های پویا سیستم های هیدرولیک با این روش وجود دارد. علاوه بر این ، روش تجزیه و تحلیل عملکرد انتقال ، شیء تحقیق را به عنوان یک جعبه سیاه درمان می کند ، فقط بر روی ورودی و خروجی سیستم تمرکز دارد و در مورد وضعیت داخلی شیء تحقیق بحث نمی کند.

روش تجزیه و تحلیل فضای وضعیت نوشتن مدل ریاضی فرآیند پویا سیستم هیدرولیک تحت مطالعه به عنوان یک معادله حالت است که یک سیستم معادله دیفرانسیل مرتبه اول است ، که نشان دهنده مشتق مرتبه اول هر متغیر حالت در سیستم هیدرولیک است. تابعی از چندین متغیر حالت دیگر و متغیرهای ورودی. این رابطه عملکردی می تواند خطی یا غیرخطی باشد. برای نوشتن یک مدل ریاضی از فرآیند پویا یک سیستم هیدرولیک در قالب یک معادله حالت ، روش متداول استفاده از تابع انتقال برای استخراج معادله عملکرد حالت یا استفاده از معادله دیفرانسیل مرتبه بالاتر برای استخراج معادله حالت است و از نمودار اوراق قرضه نیز می تواند برای لیست معادله حالت استفاده شود. این روش تجزیه و تحلیل به تغییرات داخلی سیستم تحقیق شده توجه می کند ، و می تواند با مشکلات چند ورودی و چند حوری مقابله کند ، که این امر کاستی های روش تجزیه و تحلیل عملکرد انتقال را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

روش تجزیه و تحلیل عملکرد شامل روش تجزیه و تحلیل عملکرد انتقال و روش تجزیه و تحلیل فضای حالت ، مبنای ریاضی برای درک و تجزیه و تحلیل ویژگی های پویا داخلی سیستم هیدرولیک است. روش عملکرد توضیحات برای تجزیه و تحلیل استفاده می شود ، بنابراین خطاهای تجزیه و تحلیل به ناچار اتفاق می افتد ، و اغلب در تجزیه و تحلیل سیستم های ساده استفاده می شود.

2.2 روش شبیه سازی
در دوره ای که فناوری رایانه هنوز محبوب نبود ، استفاده از رایانه های آنالوگ یا مدارهای آنالوگ برای شبیه سازی و تجزیه و تحلیل ویژگی های پویا سیستم های هیدرولیک نیز یک روش تحقیق عملی و مؤثر بود. رایانه آنالوگ قبل از رایانه دیجیتال متولد شده است و اصل آن مطالعه ویژگی های سیستم آنالوگ بر اساس شباهت در توصیف ریاضی قوانین در حال تغییر مقادیر مختلف فیزیکی است. متغیر داخلی آن یک متغیر ولتاژ به طور مداوم در حال تغییر است و عملکرد متغیر بر اساس رابطه عملکرد مشابه خصوصیات الکتریکی ولتاژ ، جریان و اجزای موجود در مدار است.

رایانه های آنالوگ به ویژه برای حل معادلات دیفرانسیل معمولی مناسب هستند ، بنابراین به آنها آنالایزرهای دیفرانسیل آنالوگ نیز گفته می شود. بیشتر فرآیندهای پویا سیستم های فیزیکی از جمله سیستم های هیدرولیک به شکل ریاضی معادلات دیفرانسیل بیان شده است ، بنابراین رایانه های آنالوگ برای تحقیقات شبیه سازی سیستم های پویا بسیار مناسب هستند.

هنگامی که روش شبیه سازی کار می کند ، اجزای مختلف محاسباتی مطابق مدل ریاضی سیستم به هم متصل می شوند و محاسبات به صورت موازی انجام می شود. ولتاژهای خروجی هر مؤلفه محاسباتی متغیرهای مربوطه را در سیستم نشان می دهد. مزایای رابطه. با این حال ، هدف اصلی این روش تجزیه و تحلیل ارائه یک مدل الکترونیکی است که می تواند برای تحقیقات تجربی مورد استفاده قرار گیرد ، نه اینکه یک تجزیه و تحلیل دقیق از مشکلات ریاضی بدست آورد ، بنابراین دارای ضرر کشنده دقت محاسبه پایین است. علاوه بر این ، مدار آنالوگ آن اغلب از نظر ساختار پیچیده است ، مقاوم در برابر توانایی تداخل در جهان خارج بسیار ضعیف است.

2.3 روش تحقیق تجربی
روش تحقیق تجربی یک روش تحقیق ضروری برای تجزیه و تحلیل ویژگی های پویا سیستم هیدرولیک است ، به ویژه هنگامی که هیچ روش تحقیق نظری عملی مانند شبیه سازی دیجیتال در گذشته وجود ندارد ، فقط با روشهای تجربی قابل تجزیه و تحلیل است. از طریق تحقیقات تجربی ، ما می توانیم خصوصیات پویا سیستم هیدرولیک و تغییر پارامترهای مرتبط را به طور شهودی و واقعاً درک کنیم ، اما تجزیه و تحلیل سیستم هیدرولیک از طریق آزمایشات دارای مضرات دوره طولانی و هزینه بالا است.

علاوه بر این ، برای سیستم پیچیده هیدرولیک ، حتی مهندسان باتجربه کاملاً از مدل سازی دقیق ریاضی آن مطمئن نیستند ، بنابراین انجام تجزیه و تحلیل صحیح و تحقیق در مورد روند پویا آن غیرممکن است. صحت مدل ساخته شده را می توان به طور مؤثر از طریق روش ترکیب با آزمایش تأیید کرد و پیشنهادات تجدید نظر را می توان برای ایجاد مدل صحیح ارائه داد. در عین حال ، نتایج این دو را می توان با شبیه سازی و تحقیقات تجربی تحت همان تجزیه و تحلیل شرایط مقایسه کرد تا اطمینان حاصل شود که خطاهای شبیه سازی و آزمایش ها در محدوده قابل کنترل قرار دارند ، به طوری که می توان چرخه تحقیق را کوتاه کرد و براساس اطمینان از کارآیی و کیفیت می توان مزایا را بهبود بخشید. بنابراین ، روش تحقیق آزمایشی امروز اغلب به عنوان وسیله ای لازم برای مقایسه و تأیید شبیه سازی عددی یا سایر نتایج تحقیقات نظری از ویژگی های مهم پویا سیستم هیدرولیک استفاده می شود.

2.4 روش شبیه سازی دیجیتال
پیشرفت نظریه کنترل مدرن و توسعه فناوری رایانه روش جدیدی را برای مطالعه ویژگی های پویا سیستم هیدرولیک ، یعنی روش شبیه سازی دیجیتال به ارمغان آورده است. در این روش ، مدل ریاضی فرآیند سیستم هیدرولیک ابتدا ایجاد می شود و توسط معادله حالت بیان می شود ، و سپس راه حل دامنه زمان هر متغیر اصلی سیستم در فرآیند پویا بر روی رایانه بدست می آید.

روش شبیه سازی دیجیتال هم برای سیستم های خطی و هم برای سیستم های غیرخطی مناسب است. این می تواند تغییرات پارامترهای سیستم را تحت عمل هر عملکرد ورودی شبیه سازی کند و سپس درک مستقیم و جامع از فرآیند پویا سیستم هیدرولیک بدست آورد. عملکرد پویا سیستم هیدرولیک را می توان در مرحله اول پیش بینی کرد ، به طوری که می توان نتایج طراحی را در زمان مقایسه ، تأیید و بهبود بخشید ، که می تواند به طور موثری اطمینان حاصل کند که سیستم هیدرولیک طراحی شده از عملکرد خوب و قابلیت اطمینان بالایی برخوردار است. در مقایسه با سایر روشها و روشهای مطالعه عملکرد پویا هیدرولیک ، فناوری شبیه سازی دیجیتال مزایای دقت ، قابلیت اطمینان ، سازگاری قوی ، چرخه کوتاه و پس انداز اقتصادی را دارد. بنابراین ، روش شبیه سازی دیجیتال به طور گسترده ای در زمینه تحقیقات عملکرد پویا هیدرولیک استفاده شده است.

3. جهت توسعه روشهای تحقیق برای خصوصیات پویا هیدرولیک

از طریق تجزیه و تحلیل نظری روش شبیه سازی دیجیتال ، همراه با روش تحقیق مقایسه و تأیید نتایج تجربی ، به روش اصلی برای مطالعه ویژگی های پویا هیدرولیک تبدیل شده است. علاوه بر این ، به دلیل برتری فناوری شبیه سازی دیجیتال ، توسعه تحقیقات در مورد ویژگی های پویا هیدرولیک با توسعه فناوری شبیه سازی دیجیتال از نزدیک یکپارچه خواهد شد. مطالعه عمیق تئوری مدل سازی و الگوریتم های مرتبط با سیستم هیدرولیک و توسعه نرم افزار شبیه سازی سیستم هیدرولیک که به راحتی مدل سازی می شود ، به طوری که تکنسین های هیدرولیک می توانند انرژی بیشتری را به تحقیقات اساسی در سیستم هیدرولیک اختصاص دهند ، توسعه زمینه تحقیقات خصوصیات پویا هیدرولیکی است. یکی از دستورالعمل ها.

علاوه بر این ، با توجه به پیچیدگی ترکیب سیستم های هیدرولیک مدرن ، موضوعات مکانیکی ، الکتریکی و حتی پنوماتیک اغلب در مطالعه ویژگی های پویا آنها نقش دارند. مشاهده می شود که تجزیه و تحلیل پویا از سیستم هیدرولیک گاهی اوقات تجزیه و تحلیل جامع از مشکلات مانند هیدرولیک الکترومکانیکی است. بنابراین ، توسعه نرم افزار شبیه سازی هیدرولیک جهانی ، همراه با مزایای مربوط به نرم افزار شبیه سازی در زمینه های تحقیقاتی مختلف ، برای دستیابی به شبیه سازی مشترک چند بعدی از سیستم های هیدرولیک به جهت اصلی توسعه روش تحقیق مشخصات پویا هیدرولیک فعلی تبدیل شده است.

با بهبود نیازهای عملکرد سیستم هیدرولیک مدرن ، سیستم هیدرولیک سنتی برای تکمیل چرخه اقدام از پیش تعیین شده محرک و برآورده کردن نیازهای عملکرد استاتیک سیستم دیگر نمی تواند الزامات را برآورده کند ، بنابراین مطالعه ویژگی های پویا سیستم هیدرولیک ضروری است.

این مقاله بر اساس توضیح جوهر تحقیق در مورد ویژگی های پویا سیستم هیدرولیک ، به تفصیل چهار روش اصلی مطالعه ویژگی های پویا سیستم هیدرولیک ، از جمله روش تجزیه و تحلیل عملکرد ، روش شبیه سازی ، روش تحقیق تجربی و روش شبیه سازی دیجیتال و مزایا و اختلالات آنها را ارائه می دهد. اشاره شده است که توسعه نرم افزار شبیه سازی سیستم هیدرولیک که به راحتی مدل سازی می شود و شبیه سازی مشترک نرم افزار شبیه سازی چند دامنه ، جهت اصلی توسعه روش تحقیق از ویژگی های پویا هیدرولیک در آینده است.