Усули тадқиқоти хусусиятҳои динамикии системаи гидравликӣ

Бо рушди пайваста ва пешрафти технологияи гидротехникӣ, соҳаҳои татбиқи он торафт васеътар мешаванд. Системаи гидравликӣ, ки барои иҷрои вазифаҳои интиқол ва назорат истифода мешавад, торафт мураккабтар шуда истодааст ва барои чандирии система ва иҷрои гуногуни он талаботи баландтар гузошта мешавад. Хамаи ин ба лоихакашй ва истехсоли системахои хозиразамони гидротехники талабхои аниктар ва амиктар ба миён гузоштанд. Он аз он дур аст, ки ба талаботи дар боло зикршуда танҳо бо истифода аз системаи анъанавӣ барои анҷом додани давраи пешакии амали фаъолкунанда ва қонеъ кардани талаботи статикии кори система ҷавобгӯ бошад.

Аз ин рӯ, барои тадқиқотчиёне, ки бо тарҳрезии системаҳои муосири гидротехникӣ машғуланд, омӯхтани хусусиятҳои динамикии системаҳои интиқоли гидротехникӣ ва идоракунӣ, фаҳмидан ва азхуд кардани характеристикаҳои динамикӣ ва тағирёбии параметрҳо дар раванди кори системаи гидравликӣ хеле зарур аст. системам гидравликиро боз хам такмил диханд ва такмил диханд. .

1. Моњияти характеристикањои динамикии системаи гидравликї

Хусусиятҳои динамикии системаи гидравликӣ аслан хусусиятҳое мебошанд, ки системаи гидравликӣ дар ҷараёни аз даст додани ҳолати мувозинати аввалаи худ ва расидан ба ҳолати нави мувозинат нишон медиҳад. Гайр аз ин, ду сабаби асосии вайрон кардани холати мувозинати ибтидоии системаи гидравлики ва ба амал омадани процесси динамикии он мавчуд аст: яке аз сабаби тагйир додани процесси трансмиссия ё системаи идоракунй; дигаре аз дахолати беруна ба амал меояд. Дар ин раванди динамикӣ ҳар як тағирёбандаи параметр дар системаи гидравликӣ бо мурури замон тағир меёбад ва иҷрои ин раванди тағирёбӣ сифати хусусиятҳои динамикии системаро муайян мекунад.

2. Усули тадқиқоти характеристикаҳои динамикии гидравликӣ

Усулҳои асосии омӯзиши характеристикаҳои динамикии системаҳои гидравликӣ усули таҳлили функсия, усули моделсозӣ, усули тадқиқоти таҷрибавӣ ва моделсозии рақамӣ мебошанд.

2.1 Усули таҳлили функсия
Таҳлили функсияи интиқол усули тадқиқотест, ки ба назарияи классикии назорат асос ёфтааст. Таҳлили хусусиятҳои динамикии системаҳои гидравликӣ бо назарияи назорати классикӣ одатан бо системаҳои хаттии як вуруд ва як баромад маҳдуд аст. Умуман, аввал модели математикии система муқаррар карда мешавад ва шакли афзояндаи он навишта мешавад ва сипас табдили Лаплас иҷро карда мешавад, то Функсияи интиқоли система ба даст оварда шавад ва баъд функсияи интиқоли система ба Bode табдил дода мешавад. Намоиши диаграмма, ки ба осонӣ таҳлил карда мешавад. Дар ниҳоят, хусусиятҳои вокуниш тавассути каҷи фаза-басомад ва каҷи амплитуда-басомад дар диаграммаи Bode таҳлил карда мешаванд. Ҳангоми дучор шудан бо мушкилоти ғайрихаттӣ омилҳои ғайрихаттии он аксар вақт сарфи назар карда мешаванд ё ба системаи хатӣ содда карда мешаванд. Дар асл, системаҳои гидравликӣ аксар вақт омилҳои мураккаби ғайрихаттӣ доранд, бинобар ин ҳангоми таҳлили хусусиятҳои динамикии системаҳои гидравликӣ бо ин усул хатогиҳои калон мавҷуданд. Илова бар ин, усули таҳлили функсияи интиқол ба объекти тадқиқотӣ ҳамчун қуттии сиёҳ муносибат мекунад, танҳо ба вуруд ва баромади система тамаркуз мекунад ва ҳолати дохилии объекти тадқиқотро баррасӣ намекунад.

Усули таҳлили фазои давлатӣ ин навиштани модели математикии раванди динамикии системаи гидравликии мавриди омӯзиш ҳамчун муодилаи ҳолат мебошад, ки системаи муодилаи дифференсиалии дараҷаи якум мебошад, ки ҳосилаи дараҷаи якуми ҳар як тағирёбандаи ҳолати гидравликиро ифода мекунад. система. Функсияи якчанд тағирёбандаҳои ҳолати дигар ва тағирёбандаҳои воридотӣ; ин муносибати функсионалӣ метавонад хатӣ ё ғайрихаттӣ бошад. Барои навиштани модели математикии раванди динамикии системаи гидравликӣ дар шакли муодилаи ҳолат, усули маъмул истифода бурдани функсияи интиқол барои ба даст овардани муодилаи функсияи ҳолат ё истифодаи муодилаи дифференсиалии дараҷаи олӣ мебошад. муодилаи давлатӣ ва диаграммаи пайвасти барқро инчунин барои номбар кардани муодилаи давлат истифода бурдан мумкин аст. Ин усули тањлил ба таѓйироти дохилии системаи тањќиќшуда таваљљуњ медињад ва метавонад бо мушкилоти воридотї ва бисёрбарорї мубориза барад, ки камбудињои усули тањлили функсияи интиқолро хеле беҳтар мекунад.

Усули таҳлили функсионалӣ, аз ҷумла усули таҳлили функсияи интиқол ва усули таҳлили фазои давлатӣ заминаи математикӣ барои одамон барои фаҳмидан ва таҳлили хусусиятҳои динамикии дохилии системаи гидравликӣ мебошад. Барои таҳлил усули функсияи тавсифӣ истифода мешавад, бинобар ин, хатогиҳои таҳлил ногузир ба амал меоянд ва он аксар вақт дар таҳлили системаҳои оддӣ истифода мешавад.

2.2 Усули симулятсия
Дар даврае, ки технологияи компютерӣ ҳанӯз маъмул набуд, истифодаи компютерҳои аналогӣ ё схемаҳои аналогӣ барои тақлид ва таҳлили хусусиятҳои динамикии системаҳои гидравликӣ низ як усули амалӣ ва самараноки тадқиқот буд. Компютери аналогї пеш аз компютери раќамї ба вуљуд омада буд ва принсипи он омўзиши хусусиятњои системаи аналогї дар асоси шабењии тавсифи математикии ќонунњои таѓйирёбандаи миќдорњои физикии гуногун мебошад. Таѓйирёбандаи дохилии он як таѓйирёбандаи шиддати пайваста таѓйирёбанда аст ва кори таѓйирёбанда ба муносибати шабеҳи кори характеристикаҳои электрикии шиддат, ҷараён ва ҷузъҳои занҷир асос ёфтааст.

Компютерҳои аналогӣ махсусан барои ҳалли муодилаҳои дифференсиалии оддӣ мувофиқанд, бинобар ин онҳоро анализаторҳои дифференсиалии аналогӣ низ меноманд. Аксарияти равандҳои динамикии системаҳои физикӣ, аз ҷумла системаҳои гидравликӣ дар шакли математикии муодилаҳои дифференсиалӣ ифода ёфтаанд, аз ин рӯ компютерҳои аналогӣ барои таҳқиқоти моделсозии системаҳои динамикӣ хеле мувофиқанд.

Ҳангоми кор кардани усули моделсозӣ, ҷузъҳои гуногуни ҳисоббарорӣ мувофиқи модели математикии система пайваст карда мешаванд ва ҳисобҳо ба таври параллелӣ иҷро карда мешаванд. Шиддати баромади ҳар як ҷузъи ҳисоббарорӣ тағирёбандаҳои мувофиқи системаро ифода мекунад. Афзалиятҳои муносибатҳо. Бо вуҷуди ин, ҳадафи асосии ин усули таҳлил таъмин намудани модели электроние мебошад, ки метавонад барои тадқиқоти таҷрибавӣ истифода шавад, на ба даст овардани таҳлили дақиқи масъалаҳои риёзӣ, аз ин рӯ он камбудии марговари дақиқии пасти ҳисобро дорад; илова бар ин, схемаи аналогии он аксаран аз ҷиҳати сохтор мураккаб буда, ба Қобилияти дахолат кардан ба ҷаҳони беруна тобовар аст.

2.3 Усули тадқиқоти таҷрибавӣ
Усули тадқиқоти таҷрибавӣ як усули ҷудонашавандаи тадқиқот барои таҳлили хусусиятҳои динамикии системаи гидравликӣ мебошад, хусусан вақте ки дар гузашта ягон усули амалии назариявии тадқиқот, ба монанди моделсозии рақамӣ вуҷуд надорад, онро танҳо бо усулҳои таҷрибавӣ таҳлил кардан мумкин аст. Тавассути тадқиқоти таҷрибавӣ, мо метавонем ба таври интуитивӣ ва воқеан хусусиятҳои динамикии системаи гидравликӣ ва тағирёбии параметрҳои алоқамандро дарк кунем, аммо таҳлили системаи гидравликӣ тавассути таҷрибаҳо камбудиҳои дарозмуддат ва арзиши баланд дорад.

Гайр аз ин, барои системам мураккаби гидравликй хатто инженерони пур-тачриба ба моделсозии дакики математикии он боварии комил надоранд, бинобар ин дар процесси динамикии он дуруст тахлил ва тадкикот гузарондан мумкин нест. Дурустии модели сохташударо тавассути усули якҷоякунӣ бо таҷриба ба таври муассир санҷидан мумкин аст ва пешниҳодҳо барои аз нав дида баромадани модели дуруст пешниҳод карда мешаванд; дар айни замон, натиҷаҳои ин дуро метавон тавассути тадқиқоти моделиронӣ ва таҷрибавӣ дар як шароит муқоиса кард. дар асоси таъмин намудани самара ва сифат такмил додан мумкин аст. Аз ин рӯ, усули имрӯзаи тадқиқоти таҷрибавӣ аксар вақт ҳамчун воситаи зарурӣ барои муқоиса ва санҷиши моделиронии ададӣ ё дигар натиҷаҳои тадқиқоти назариявии хусусиятҳои муҳими динамикии системаи гидравликӣ истифода мешавад.

2.4 Усули моделсозии рақамӣ
Пешрафти назарияи муосири идоракунӣ ва рушди техникаи ҳисоббарорӣ усули нави омӯзиши хусусиятҳои динамикии системаҳои гидравликӣ, яъне усули моделсозии рақамиро ба вуҷуд овард. Дар ин усул аввал модели математикии процесси гидравлики мукаррар карда шуда, бо муодилаи холат ифода карда мешавад ва баъдан дар компютер халли домени хар як тагйирёбандаи асосии система дар процесси динамикй ба даст оварда мешавад.

Усули моделсозии рақамӣ ҳам барои системаҳои хатӣ ва ҳам барои системаҳои ғайрихаттӣ мувофиқ аст. Он метавонад тағироти параметрҳои системаро дар зери амали ягон функсияи воридотӣ тақлид кунад ва сипас дар бораи раванди динамикии системаи гидравликӣ фаҳмиши мустақим ва ҳамаҷониба ба даст орад. Фаъолияти динамикии системаи гидравликиро дар марҳилаи аввал пешгӯӣ кардан мумкин аст, то натиҷаҳои тарроҳӣ дар вақташ муқоиса, тафтиш ва такмил дода шаванд, ки самаранокии системаи гидротехникии тарҳрезишуда дорои кори хуби корӣ ва эътимоднокии баланд мебошад. Дар муқоиса бо дигар воситаҳо ва усулҳои омӯзиши нишондиҳандаҳои динамикии гидравликӣ, технологияи моделсозии рақамӣ бартариҳои дақиқ, эътимоднокӣ, мутобиқшавии қавӣ, давраи кӯтоҳ ва сарфаи иқтисодӣ дорад. Аз ин рӯ, усули моделсозии рақамӣ дар соҳаи тадқиқоти гидротехникии динамикӣ васеъ истифода мешавад.

3. Самти таҳияи усулҳои тадқиқоти характеристикаҳои динамикии гидравликӣ

Тавассути таҳлили назариявии усули моделсозии рақамӣ, дар якҷоягӣ бо усули тадқиқоти муқоиса ва тафтиши натиҷаҳои таҷрибавӣ, он усули асосии омӯзиши хусусиятҳои динамикии гидравликӣ гардид. Ғайр аз он, аз сабаби бартарии технологияи моделсозии рақамӣ, рушди тадқиқот оид ба хусусиятҳои динамикии гидравликӣ бо рушди технологияи рақамии моделсозӣ зич муттаҳид карда мешавад. Омӯзиши амиқи назарияи моделсозӣ ва алгоритмҳои марбут ба системаи гидравликӣ ва таҳияи нармафзори моделсозии системаи гидравликӣ, ки моделсозӣ осон аст, то гидротехникҳо тавонанд барои таҳқиқоти кори муҳими системаи гидротехникӣ қувваи бештар сарф кунанд. инкишофи сохаи тадкикоти характеристикахои динамикии гидравликй. яке аз самтхо.

Ба гайр аз ин, бо назардошти мураккабии таркиби системахои гидротехники, аксар вакт масъалахои механики, электрики ва хатто пневматикии онхо барои омухтани характеристикахои динамикии онхо чалб карда мешаванд. Дидан мумкин аст, ки тахлили динамикии системам гидравликй баъзан тахлили комплексии проблемахои гидравликаи электромеханикй мебошад. Аз ин рӯ, таҳияи нармафзори универсалии моделсозии гидравликӣ, дар якҷоягӣ бо бартариҳои дахлдори нармафзори моделиронӣ дар соҳаҳои гуногуни тадқиқот, барои ноил шудан ба моделиронии муштараки бисёрченакаи системаҳои гидравликӣ ба самти асосии рушди усули муосири хусусиятҳои динамикии гидравликӣ табдил ёфтааст.

Бо такмил додани талаботи иҷрои системаи муосири гидротехникӣ, системаи анъанавии гидравликӣ барои анҷом додани давраи пешакии амали фаъолкунанда ва қонеъ кардани талаботи статикии кори система дигар наметавонад ба талабот ҷавобгӯ бошад, аз ин рӯ омӯхтани хусусиятҳои динамикии гидротехникӣ ҳатмӣ аст. системаи гидравликӣ.

Дар асоси ифшои моҳияти тадқиқот оид ба хусусиятҳои динамикии системаи гидравликӣ дар ин мақола чор усули асосии омӯзиши характеристикаҳои динамикии системаи гидравликӣ, аз ҷумла усули таҳлили функсия, усули моделсозӣ, тадқиқоти таҷрибавӣ муфассал ҷорӣ карда шудааст. усул ва усули моделсозии рақамӣ ва афзалиятҳо ва нуқсонҳои онҳо. Қайд карда мешавад, ки таҳияи нармафзори моделсозии системаҳои гидравликӣ, ки барои моделсозӣ осон аст ва моделсозии муштараки нармафзори моделсозии бисёрдоменӣ самтҳои асосии рушди усули тадқиқоти хусусиятҳои динамикии гидравликӣ дар оянда мебошанд.