유압 시스템의 동적 특성에 대한 연구 방법

유압 기술의 지속적인 개발 및 진보로 인해 응용 분야가 점점 더 광범위 해지고 있습니다. 전송 및 제어 기능을 완료하는 데 사용되는 유압 시스템은 점점 더 복잡해지고 있으며 시스템 유연성과 다양한 성능에 대한 요구 사항이 높아집니다. 이들 모두는 최신 유압 시스템의 설계 및 제조에보다 정확하고 더 깊은 요구 사항을 가져 왔습니다. 전통적인 시스템을 사용하여 액추에이터의 미리 정해진 동작주기를 완료하고 시스템의 정적 성능 요구 사항을 충족함으로써 위의 요구 사항을 충족 할 수는 없습니다.

따라서 현대 유압 시스템의 설계에 참여한 연구자들에게는 유압 시스템의 동적 특성과 매개 변수 변화를 이해하고 마스터하여 유압 시스템을 더욱 향상시키고 완벽하게하기 위해 유압 시스템의 동적 특성과 매개 변수 변화를 이해하고 마스터해야합니다. .

1. 유압 시스템의 동적 특성의 본질

유압 시스템의 동적 특성은 본질적으로 원래 평형 상태를 잃고 새로운 평형 상태에 도달하는 과정에서 유압 시스템이 나타내는 특성입니다. 또한, 유압 시스템의 원래 평형 상태를 중단하고 동적 프로세스를 트리거하는 두 가지 주요 이유가 있습니다. 하나는 전송 또는 제어 시스템의 프로세스 변경으로 인해 발생합니다. 다른 하나는 외부 간섭으로 인해 발생합니다. 이러한 동적 프로세스에서 유압 시스템의 각 파라미터 변수는 시간이 지남에 따라 변경 되며이 변경 프로세스의 성능은 시스템의 동적 특성의 품질을 결정합니다.

2. 유압 동적 특성의 연구 방법

유압 시스템의 동적 특성을 연구하는 주요 방법은 기능 분석 방법, 시뮬레이션 방법, 실험 연구 방법 및 디지털 시뮬레이션 방법입니다.

2.1 기능 분석 방법
전송 기능 분석은 고전적인 제어 이론을 기반으로 한 연구 방법입니다. 전형적인 제어 이론으로 유압 시스템의 동적 특성을 분석하는 것은 일반적으로 단일 입력 및 단일 출력 선형 시스템으로 제한됩니다. 일반적으로 시스템의 수학적 모델이 먼저 설정되고 증분 형식이 작성된 다음 Laplace 변환이 수행되므로 시스템의 전송 기능이 얻어지고 시스템의 전송 기능이 직관적으로 분석하기 쉬운 Bode 다이어그램 표현으로 변환됩니다. 마지막으로, 응답 특성은 Bode 다이어그램의 위상 주파수 곡선 및 진폭 주파수 곡선을 통해 분석됩니다. 비선형 문제가 발생할 때 비선형 요소는 종종 선형 시스템으로 무시되거나 단순화됩니다. 실제로, 유압 시스템은 종종 복잡한 비선형 요소를 가지 므로이 방법으로 유압 시스템의 동적 특성을 분석하는 데 큰 분석 오류가 있습니다. 또한 전송 기능 분석 방법은 연구 객체를 블랙 박스로 취급하고 시스템의 입력 및 출력에만 초점을 맞추고 연구 객체의 내부 상태에 대해서는 논의하지 않습니다.

상태 공간 분석 방법은 유압 시스템에서 각 상태 변수의 1 차 미분을 나타내는 1 차 미분 방정식 시스템 인 상태 방정식으로 연구중인 유압 시스템의 동적 프로세스의 수학적 모델을 작성하는 것입니다. 여러 다른 상태 변수 및 입력 변수의 함수; 이 기능적 관계는 선형 또는 비선형 일 수 있습니다. 상태 방정식 형태로 유압 시스템의 동적 프로세스의 수학적 모델을 작성하기 위해, 일반적으로 사용되는 방법은 전달 함수를 사용하여 상태 함수 방정식을 도출하거나 고차 미분 방정식을 사용하여 상태 방정식을 도출하는 데 사용될 수 있습니다. 이 분석 방법은 연구 된 시스템의 내부 변경에주의를 기울이고 다중 입력 및 다중 출력 문제를 처리 할 수있어 전송 기능 분석 방법의 단점을 크게 향상시킵니다.

전송 기능 분석 방법과 상태 공간 분석 방법을 포함한 기능 분석 방법은 사람들이 유압 시스템의 내부 동적 특성을 이해하고 분석하는 수학적 기초입니다. 설명 기능 방법은 분석에 사용되므로 분석 오류가 필연적으로 발생하며 간단한 시스템 분석에 종종 사용됩니다.

2.2 시뮬레이션 방법
컴퓨터 기술이 아직 인기가없는 시대에 아날로그 컴퓨터 나 아날로그 회로를 사용하여 유압 시스템의 동적 특성을 시뮬레이션하고 분석하는 것도 실용적이고 효과적인 연구 방법이었습니다. 아날로그 컴퓨터는 디지털 컴퓨터 전에 태어 났으며, 그 원칙은 다른 물리적 수량의 변화하는 법칙에 대한 수학적 설명의 유사성에 기초하여 아날로그 시스템의 특성을 연구하는 것입니다. 내부 변수는 지속적으로 변화하는 전압 변수이며 변수의 작동은 회로에서 전압, 전류 및 구성 요소의 전기 특성의 유사한 작동 관계를 기반으로합니다.

아날로그 컴퓨터는 특히 일반적인 미분 방정식을 해결하는 데 특히 적합하므로 아날로그 차동 분석기라고도합니다. 유압 시스템을 포함한 물리 시스템의 동적 프로세스의 대부분은 수학적 차별 방정식 형태로 표현되므로 아날로그 컴퓨터는 동적 시스템의 시뮬레이션 연구에 매우 적합합니다.

시뮬레이션 방법이 작동하면 시스템의 수학적 모델에 따라 다양한 컴퓨팅 구성 요소가 연결되며 계산은 병렬로 수행됩니다. 각 컴퓨팅 구성 요소의 출력 전압은 시스템의 해당 변수를 나타냅니다. 관계의 장점. 그러나이 분석 방법의 주요 목적은 수학적 문제에 대한 정확한 분석을 얻기보다는 실험 연구에 사용할 수있는 전자 모델을 제공하는 것입니다. 따라서 낮은 계산 정확도의 치명적인 단점이 있습니다. 또한, 아날로그 회로는 종종 구조가 복잡하므로 외부 세계를 방해하는 능력에 내성이있는 것은 매우 열악합니다.

2.3 실험 연구 방법
실험 연구 방법은 유압 시스템의 동적 특성을 분석하기위한 필수 연구 방법입니다. 특히 과거의 디지털 시뮬레이션과 같은 실제 이론적 연구 방법이 없을 때 실험 방법으로 만 분석 할 수 있습니다. 실험적 연구를 통해, 우리는 유압 시스템의 동적 특성과 관련 매개 변수의 변화를 직관적이고 진정으로 이해할 수 있지만 실험을 통한 유압 시스템의 분석은 장기 및 비용의 단점이 있습니다.

또한 복잡한 유압 시스템의 경우 숙련 된 엔지니어조차도 정확한 수학적 모델링을 완전히 확신하지 못하므로 동적 프로세스에 대한 올바른 분석과 연구를 수행하는 것은 불가능합니다. 내장 모델의 정확도는 실험과 결합하는 방법을 통해 효과적으로 검증 될 수 있으며, 올바른 모델을 설정하기 위해 개정을위한 제안이 제공 될 수 있습니다. 동시에, 동일한 조건 분석 하에서 시뮬레이션 및 실험 연구에 의해 두 가지의 결과를 비교할 수 있으므로 시뮬레이션 및 실험의 오류가 제어 가능한 범위 내에 있는지 확인하여 연구주기가 단축 될 수 있고 효율성과 품질을 기준으로 이점을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 오늘날의 실험적 연구 방법은 종종 중요한 유압 시스템 동적 특성의 수치 시뮬레이션 또는 기타 이론적 연구 결과를 비교하고 검증하는 데 필요한 수단으로 사용됩니다.

2.4 디지털 시뮬레이션 방법
현대 제어 이론의 발전과 컴퓨터 기술의 발전은 유압 시스템 동적 특성, 즉 디지털 시뮬레이션 방법에 대한 새로운 방법을 가져 왔습니다. 이 방법에서, 유압 시스템 프로세스의 수학적 모델이 먼저 확립되고 상태 방정식으로 표현 된 다음 동적 프로세스에서 시스템의 각 주요 변수의 시간 도메인 솔루션이 컴퓨터에서 얻어진다.

디지털 시뮬레이션 방법은 선형 시스템과 비선형 시스템 모두에 적합합니다. 입력 기능의 동작 하에서 시스템 매개 변수의 변경을 시뮬레이션 한 다음 유압 시스템의 동적 프로세스에 대한 직접적이고 포괄적 인 이해를 얻을 수 있습니다. 유압 시스템의 동적 성능은 첫 번째 단계에서 예측할 수 있으므로 설계 결과를 시간에 비교, 검증 및 개선 할 수 있도록 설계된 유압 시스템이 우수한 작업 성능과 높은 신뢰성을 갖도록 효과적으로 보장 할 수 있습니다. 유압식 동적 성능을 연구하는 다른 수단 및 방법과 비교할 때 디지털 시뮬레이션 기술은 정확도, 신뢰성, 강한 적응성, 짧은주기 및 경제적 절약의 장점을 가지고 있습니다. 따라서 디지털 시뮬레이션 방법은 유압 동적 성능 연구 분야에서 널리 사용되었습니다.

3. 유압 동적 특성을위한 연구 방법의 개발 방향

실험 결과를 비교하고 검증하는 연구 방법과 결합 된 디지털 시뮬레이션 방법의 이론적 분석을 통해 유압 동적 특성을 연구하는 주류 방법이되었습니다. 또한 디지털 시뮬레이션 기술의 우수성으로 인해 유압식 동적 특성에 대한 연구 개발은 디지털 시뮬레이션 기술의 개발과 밀접하게 통합 될 것입니다. 유압 시스템의 모델링 이론 및 관련 알고리즘에 대한 심층적 인 연구와 모델링하기 쉬운 유압 시스템 시뮬레이션 소프트웨어의 개발은 유압 시스템의 필수 작업에 대한 연구에 더 많은 에너지를 투자 할 수 있도록 유압 특성 연구 분야의 개발입니다. 방향 중 하나.

또한, 현대 유압 시스템의 구성의 복잡성을 고려하여, 기계적, 전기 및 공압 문제는 종종 동적 특성에 대한 연구에 관여한다. 유압 시스템의 동적 분석은 때때로 전자 기계 유압과 같은 문제에 대한 포괄적 인 분석임을 알 수 있습니다. 따라서, 유압 시스템의 다차원 조인트 시뮬레이션을 달성하기 위해 다양한 연구 분야에서 시뮬레이션 소프트웨어의 각각의 장점과 결합 된 범용 유압 시뮬레이션 소프트웨어의 개발은 현재 유압 동적 특성 연구 방법의 주요 개발 방향이되었습니다.

현대 유압 시스템의 성능 요구 사항을 개선함으로써, 전통적인 유압 시스템은 액추에이터의 미리 정해진 동작주기를 완료하고 시스템의 정적 성능 요구 사항을 충족하는 것이 더 이상 요구 사항을 충족 할 수 없으므로 유압 시스템의 동적 특성을 연구하는 것이 필수적입니다.

유압 시스템의 역동적 특성에 대한 연구의 본질을 설명하기 위해,이 논문은 기능 분석 방법, 실험 연구 방법 및 디지털 시뮬레이션 방법, 고급 및 단점을 포함하여 유압 시스템의 동적 특성을 연구하는 4 가지 주요 방법을 자세히 소개합니다. 모델링하기 쉬운 유압 시스템 시뮬레이션 소프트웨어의 개발과 멀티 도메인 시뮬레이션 소프트웨어의 공동 시뮬레이션은 향후 유압 동적 특성의 연구 방법의 주요 개발 방향입니다.