हाइड्रोलिक प्रणाली की गतिशील विशेषताओं की अनुसंधान विधि

हाइड्रोलिक प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास और प्रगति के साथ, इसके अनुप्रयोग क्षेत्र अधिक से अधिक व्यापक होते जा रहे हैं। ट्रांसमिशन और नियंत्रण कार्यों को पूरा करने के लिए उपयोग की जाने वाली हाइड्रोलिक प्रणाली अधिक से अधिक जटिल होती जा रही है, और इसके सिस्टम लचीलेपन और विभिन्न प्रदर्शनों के लिए उच्च आवश्यकताओं को सामने रखा गया है। इन सभी ने आधुनिक हाइड्रोलिक प्रणालियों के डिजाइन और निर्माण के लिए अधिक सटीक और गहरी आवश्यकताएं ला दी हैं। यह केवल एक्चुएटर के पूर्व निर्धारित क्रिया चक्र को पूरा करने और सिस्टम की स्थिर प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पारंपरिक प्रणाली का उपयोग करके उपरोक्त आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम होने से बहुत दूर है।

इसलिए, आधुनिक हाइड्रोलिक प्रणालियों के डिजाइन में लगे शोधकर्ताओं के लिए, हाइड्रोलिक ट्रांसमिशन और नियंत्रण प्रणालियों की गतिशील विशेषताओं का अध्ययन करना, हाइड्रोलिक प्रणाली की कार्य प्रक्रिया में गतिशील विशेषताओं और पैरामीटर परिवर्तनों को समझना और मास्टर करना बहुत आवश्यक है, ताकि हाइड्रोलिक सिस्टम को और बेहतर और बेहतर बनाया जाए। .

1. हाइड्रोलिक प्रणाली की गतिशील विशेषताओं का सार

हाइड्रोलिक प्रणाली की गतिशील विशेषताएँ अनिवार्य रूप से वे विशेषताएँ हैं जो हाइड्रोलिक प्रणाली अपनी मूल संतुलन स्थिति को खोने और एक नई संतुलन स्थिति तक पहुँचने की प्रक्रिया के दौरान प्रदर्शित करती हैं। इसके अलावा, हाइड्रोलिक प्रणाली की मूल संतुलन स्थिति को तोड़ने और इसकी गतिशील प्रक्रिया को ट्रिगर करने के दो मुख्य कारण हैं: एक ट्रांसमिशन या नियंत्रण प्रणाली की प्रक्रिया में बदलाव के कारण होता है; दूसरा बाहरी हस्तक्षेप के कारण होता है। इस गतिशील प्रक्रिया में, हाइड्रोलिक सिस्टम में प्रत्येक पैरामीटर चर समय के साथ बदलता है, और इस परिवर्तन प्रक्रिया का प्रदर्शन सिस्टम की गतिशील विशेषताओं की गुणवत्ता निर्धारित करता है।

2. हाइड्रोलिक गतिशील विशेषताओं की अनुसंधान विधि

हाइड्रोलिक सिस्टम की गतिशील विशेषताओं का अध्ययन करने की मुख्य विधियाँ फ़ंक्शन विश्लेषण विधि, सिमुलेशन विधि, प्रयोगात्मक अनुसंधान विधि और डिजिटल सिमुलेशन विधि हैं।

2.1 फ़ंक्शन विश्लेषण विधि
स्थानांतरण फ़ंक्शन विश्लेषण शास्त्रीय नियंत्रण सिद्धांत पर आधारित एक शोध पद्धति है। शास्त्रीय नियंत्रण सिद्धांत के साथ हाइड्रोलिक सिस्टम की गतिशील विशेषताओं का विश्लेषण आमतौर पर एकल-इनपुट और एकल-आउटपुट रैखिक प्रणालियों तक सीमित है। आम तौर पर, सिस्टम का गणितीय मॉडल पहले स्थापित किया जाता है, और इसका वृद्धिशील रूप लिखा जाता है, और फिर लाप्लास ट्रांसफॉर्म किया जाता है, ताकि सिस्टम का ट्रांसफर फ़ंक्शन प्राप्त किया जा सके, और फिर सिस्टम का ट्रांसफर फ़ंक्शन बोड में परिवर्तित हो जाता है। आरेख प्रतिनिधित्व जिसका सहज ज्ञान से विश्लेषण करना आसान है। अंत में, प्रतिक्रिया विशेषताओं का विश्लेषण बोड आरेख में चरण-आवृत्ति वक्र और आयाम-आवृत्ति वक्र के माध्यम से किया जाता है। गैर-रेखीय समस्याओं का सामना करते समय, इसके गैर-रेखीय कारकों को अक्सर अनदेखा कर दिया जाता है या एक रैखिक प्रणाली में सरलीकृत कर दिया जाता है। वास्तव में, हाइड्रोलिक सिस्टम में अक्सर जटिल गैर-रेखीय कारक होते हैं, इसलिए इस पद्धति के साथ हाइड्रोलिक सिस्टम की गतिशील विशेषताओं का विश्लेषण करने में बड़ी विश्लेषण त्रुटियां होती हैं। इसके अलावा, ट्रांसफर फ़ंक्शन विश्लेषण विधि अनुसंधान वस्तु को एक ब्लैक बॉक्स के रूप में मानती है, केवल सिस्टम के इनपुट और आउटपुट पर ध्यान केंद्रित करती है, और अनुसंधान वस्तु की आंतरिक स्थिति पर चर्चा नहीं करती है।

राज्य अंतरिक्ष विश्लेषण विधि एक राज्य समीकरण के रूप में अध्ययन के तहत हाइड्रोलिक प्रणाली की गतिशील प्रक्रिया के गणितीय मॉडल को लिखना है, जो एक प्रथम-क्रम अंतर समीकरण प्रणाली है, जो हाइड्रोलिक में प्रत्येक राज्य चर के पहले-क्रम व्युत्पन्न का प्रतिनिधित्व करती है। प्रणाली। कई अन्य राज्य चर और इनपुट चर का एक फ़ंक्शन; यह कार्यात्मक संबंध रैखिक या अरैखिक हो सकता है। राज्य के समीकरण के रूप में हाइड्रोलिक प्रणाली की गतिशील प्रक्रिया का गणितीय मॉडल लिखने के लिए, आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली विधि राज्य फ़ंक्शन समीकरण प्राप्त करने के लिए ट्रांसफर फ़ंक्शन का उपयोग करना है, या प्राप्त करने के लिए उच्च-क्रम अंतर समीकरण का उपयोग करना है। राज्य समीकरण, और पावर बॉन्ड आरेख का उपयोग राज्य समीकरण को सूचीबद्ध करने के लिए भी किया जा सकता है। यह विश्लेषण विधि शोधित प्रणाली के आंतरिक परिवर्तनों पर ध्यान देती है, और मल्टी-इनपुट और मल्टी-आउटपुट समस्याओं से निपट सकती है, जो ट्रांसफर फ़ंक्शन विश्लेषण विधि की कमियों में काफी सुधार करती है।

ट्रांसफर फ़ंक्शन विश्लेषण विधि और राज्य अंतरिक्ष विश्लेषण विधि सहित फ़ंक्शन विश्लेषण विधि लोगों के लिए हाइड्रोलिक सिस्टम की आंतरिक गतिशील विशेषताओं को समझने और उनका विश्लेषण करने का गणितीय आधार है। विवरण फ़ंक्शन विधि का उपयोग विश्लेषण के लिए किया जाता है, इसलिए विश्लेषण त्रुटियां अनिवार्य रूप से होती हैं, और इसका उपयोग अक्सर सरल प्रणालियों के विश्लेषण में किया जाता है।

2.2 सिमुलेशन विधि
उस युग में जब कंप्यूटर प्रौद्योगिकी अभी तक लोकप्रिय नहीं थी, हाइड्रोलिक सिस्टम की गतिशील विशेषताओं का अनुकरण और विश्लेषण करने के लिए एनालॉग कंप्यूटर या एनालॉग सर्किट का उपयोग करना भी एक व्यावहारिक और प्रभावी शोध पद्धति थी। एनालॉग कंप्यूटर का जन्म डिजिटल कंप्यूटर से पहले हुआ था, और इसका सिद्धांत विभिन्न भौतिक मात्राओं के बदलते नियमों के गणितीय विवरण में समानता के आधार पर एनालॉग सिस्टम की विशेषताओं का अध्ययन करना है। इसका आंतरिक चर एक लगातार बदलता वोल्टेज चर है, और चर का संचालन सर्किट में वोल्टेज, वर्तमान और घटकों की विद्युत विशेषताओं के समान संचालन संबंध पर आधारित है।

एनालॉग कंप्यूटर साधारण अंतर समीकरणों को हल करने के लिए विशेष रूप से उपयुक्त होते हैं, इसलिए इन्हें एनालॉग अंतर विश्लेषक भी कहा जाता है। हाइड्रोलिक प्रणालियों सहित भौतिक प्रणालियों की अधिकांश गतिशील प्रक्रियाओं को अंतर समीकरणों के गणितीय रूप में व्यक्त किया जाता है, इसलिए एनालॉग कंप्यूटर गतिशील प्रणालियों के सिमुलेशन अनुसंधान के लिए बहुत उपयुक्त हैं।

जब सिमुलेशन विधि काम कर रही होती है, तो विभिन्न कंप्यूटिंग घटक सिस्टम के गणितीय मॉडल के अनुसार जुड़े होते हैं, और गणना समानांतर में की जाती है। प्रत्येक कंप्यूटिंग घटक का आउटपुट वोल्टेज सिस्टम में संबंधित चर का प्रतिनिधित्व करता है। रिश्ते के फायदे. हालाँकि, इस विश्लेषण पद्धति का मुख्य उद्देश्य एक इलेक्ट्रॉनिक मॉडल प्रदान करना है जिसका उपयोग गणितीय समस्याओं का सटीक विश्लेषण प्राप्त करने के बजाय प्रायोगिक अनुसंधान के लिए किया जा सकता है, इसलिए इसमें कम गणना सटीकता का घातक नुकसान है; इसके अलावा, इसका एनालॉग सर्किट अक्सर संरचना में जटिल होता है, बाहरी दुनिया के साथ हस्तक्षेप करने की प्रतिरोधी क्षमता बेहद खराब होती है।

2.3 प्रायोगिक अनुसंधान विधि
प्रायोगिक अनुसंधान विधि हाइड्रोलिक प्रणाली की गतिशील विशेषताओं का विश्लेषण करने के लिए एक अनिवार्य अनुसंधान विधि है, खासकर जब अतीत में डिजिटल सिमुलेशन जैसी कोई व्यावहारिक सैद्धांतिक अनुसंधान विधि नहीं है, तो इसका विश्लेषण केवल प्रयोगात्मक तरीकों से किया जा सकता है। प्रायोगिक अनुसंधान के माध्यम से, हम हाइड्रोलिक प्रणाली की गतिशील विशेषताओं और संबंधित मापदंडों के परिवर्तनों को सहज और सही मायने में समझ सकते हैं, लेकिन प्रयोगों के माध्यम से हाइड्रोलिक प्रणाली के विश्लेषण में लंबी अवधि और उच्च लागत के नुकसान हैं।

इसके अलावा, जटिल हाइड्रोलिक प्रणाली के लिए, अनुभवी इंजीनियर भी इसके सटीक गणितीय मॉडलिंग के बारे में पूरी तरह से आश्वस्त नहीं हैं, इसलिए इसकी गतिशील प्रक्रिया पर सही विश्लेषण और शोध करना असंभव है। निर्मित मॉडल की सटीकता को प्रयोग के साथ संयोजन की विधि के माध्यम से प्रभावी ढंग से सत्यापित किया जा सकता है, और सही मॉडल स्थापित करने के लिए संशोधन के सुझाव प्रदान किए जा सकते हैं; एक ही समय में, दोनों के परिणामों की तुलना समान परिस्थितियों में सिमुलेशन और प्रयोगात्मक अनुसंधान द्वारा की जा सकती है। विश्लेषण, यह सुनिश्चित करने के लिए कि सिमुलेशन और प्रयोगों की त्रुटियां नियंत्रणीय सीमा के भीतर हैं, ताकि अनुसंधान चक्र को छोटा किया जा सके और लाभ प्राप्त किया जा सके। दक्षता और गुणवत्ता सुनिश्चित करने के आधार पर सुधार किया जा सकता है। इसलिए, आज की प्रायोगिक अनुसंधान पद्धति का उपयोग अक्सर महत्वपूर्ण हाइड्रोलिक सिस्टम गतिशील विशेषताओं के संख्यात्मक सिमुलेशन या अन्य सैद्धांतिक अनुसंधान परिणामों की तुलना और सत्यापन करने के लिए एक आवश्यक साधन के रूप में किया जाता है।

2.4 डिजिटल सिमुलेशन विधि
आधुनिक नियंत्रण सिद्धांत की प्रगति और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के विकास ने हाइड्रोलिक प्रणाली की गतिशील विशेषताओं, यानी डिजिटल सिमुलेशन विधि के अध्ययन के लिए एक नई विधि ला दी है। इस विधि में, हाइड्रोलिक सिस्टम प्रक्रिया का गणितीय मॉडल पहले स्थापित किया जाता है, और राज्य समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है, और फिर गतिशील प्रक्रिया में सिस्टम के प्रत्येक मुख्य चर का समय-डोमेन समाधान कंप्यूटर पर प्राप्त किया जाता है।

डिजिटल सिमुलेशन विधि रैखिक प्रणालियों और गैर-रेखीय प्रणालियों दोनों के लिए उपयुक्त है। यह किसी भी इनपुट फ़ंक्शन की कार्रवाई के तहत सिस्टम पैरामीटर के परिवर्तनों का अनुकरण कर सकता है, और फिर हाइड्रोलिक सिस्टम की गतिशील प्रक्रिया की प्रत्यक्ष और व्यापक समझ प्राप्त कर सकता है। हाइड्रोलिक सिस्टम के गतिशील प्रदर्शन की भविष्यवाणी पहले चरण में की जा सकती है, ताकि डिजाइन परिणामों की तुलना, सत्यापन और समय पर सुधार किया जा सके, जो प्रभावी ढंग से यह सुनिश्चित कर सकता है कि डिजाइन किए गए हाइड्रोलिक सिस्टम में अच्छा कार्य प्रदर्शन और उच्च विश्वसनीयता है। हाइड्रोलिक गतिशील प्रदर्शन का अध्ययन करने के अन्य साधनों और तरीकों की तुलना में, डिजिटल सिमुलेशन तकनीक में सटीकता, विश्वसनीयता, मजबूत अनुकूलनशीलता, लघु चक्र और किफायती बचत के फायदे हैं। इसलिए, हाइड्रोलिक गतिशील प्रदर्शन अनुसंधान के क्षेत्र में डिजिटल सिमुलेशन पद्धति का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

3. हाइड्रोलिक गतिशील विशेषताओं के लिए अनुसंधान विधियों की विकास दिशा

डिजिटल सिमुलेशन विधि के सैद्धांतिक विश्लेषण के माध्यम से, प्रयोगात्मक परिणामों की तुलना और सत्यापन की अनुसंधान विधि के साथ मिलकर, यह हाइड्रोलिक गतिशील विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए मुख्यधारा की विधि बन गई है। इसके अलावा, डिजिटल सिमुलेशन प्रौद्योगिकी की श्रेष्ठता के कारण, हाइड्रोलिक गतिशील विशेषताओं पर अनुसंधान के विकास को डिजिटल सिमुलेशन प्रौद्योगिकी के विकास के साथ निकटता से एकीकृत किया जाएगा। हाइड्रोलिक सिस्टम के मॉडलिंग सिद्धांत और संबंधित एल्गोरिदम का गहन अध्ययन, और हाइड्रोलिक सिस्टम सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का विकास जो मॉडल करना आसान है, ताकि हाइड्रोलिक तकनीशियन हाइड्रोलिक सिस्टम के आवश्यक कार्य के अनुसंधान के लिए अधिक ऊर्जा समर्पित कर सकें। हाइड्रोलिक गतिशील विशेषताओं अनुसंधान के क्षेत्र का विकास। दिशाओं में से एक.

इसके अलावा, आधुनिक हाइड्रोलिक प्रणालियों की संरचना की जटिलता को देखते हुए, यांत्रिक, विद्युत और यहां तक ​​कि वायवीय मुद्दे अक्सर उनकी गतिशील विशेषताओं के अध्ययन में शामिल होते हैं। यह देखा जा सकता है कि हाइड्रोलिक सिस्टम का गतिशील विश्लेषण कभी-कभी इलेक्ट्रोमैकेनिकल हाइड्रोलिक्स जैसी समस्याओं का व्यापक विश्लेषण होता है। इसलिए, हाइड्रोलिक सिस्टम के बहु-आयामी संयुक्त सिमुलेशन को प्राप्त करने के लिए, विभिन्न अनुसंधान क्षेत्रों में सिमुलेशन सॉफ्टवेयर के संबंधित लाभों के साथ संयुक्त सार्वभौमिक हाइड्रोलिक सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का विकास, वर्तमान हाइड्रोलिक गतिशील विशेषताओं अनुसंधान पद्धति की मुख्य विकास दिशा बन गया है।

आधुनिक हाइड्रोलिक सिस्टम की प्रदर्शन आवश्यकताओं में सुधार के साथ, पारंपरिक हाइड्रोलिक सिस्टम एक्चुएटर के पूर्व निर्धारित क्रिया चक्र को पूरा करने और सिस्टम की स्थिर प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अब आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है, इसलिए गतिशील विशेषताओं का अध्ययन करना अनिवार्य है हाइड्रोलिक प्रणाली.

हाइड्रोलिक प्रणाली की गतिशील विशेषताओं पर शोध के सार को उजागर करने के आधार पर, यह पेपर हाइड्रोलिक प्रणाली की गतिशील विशेषताओं का अध्ययन करने के चार मुख्य तरीकों का विस्तार से परिचय देता है, जिसमें फ़ंक्शन विश्लेषण विधि, सिमुलेशन विधि, प्रयोगात्मक अनुसंधान शामिल हैं। विधि और डिजिटल सिमुलेशन विधि, और उनके फायदे और नुकसान। यह बताया गया है कि हाइड्रोलिक सिस्टम सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का विकास जो मॉडल करना आसान है और मल्टी-डोमेन सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का संयुक्त सिमुलेशन भविष्य में हाइड्रोलिक गतिशील विशेषताओं के अनुसंधान पद्धति की मुख्य विकास दिशाएं हैं।