Гидротехникалык системанын динамикалык мүнөздөмөлөрүн изилдөө ыкмасы

Гидравликалык технологиянын тынымсыз өнүгүшү жана прогресси менен анын колдонуу чөйрөлөрү барган сайын кеңири болуп баратат. Берүү жана башкаруу функцияларын аткаруу үчүн колдонулган гидротехникалык система барган сайын татаалдашып баратат жана анын тутумунун ийкемдүүлүгүнө жана ар кандай аткарууларына жогорку талаптар коюлууда. Булардын баары заманбап гидротехникалык системаларды долбоорлоо жана өндүрүү үчүн дагы так жана терең талаптарды алып келди. Ал кыймылдаткычтын алдын ала белгиленген иш-аракет циклин аяктоо жана системанын статикалык иштөө талаптарын аткаруу үчүн салттуу системаны колдонуу менен гана жогорудагы талаптарга жооп бере албайт.

Ошондуктан, заманбап гидросистемаларды долбоорлоо менен алектенген изилдөөчүлөр үчүн гидроберүү жана башкаруу системаларынын динамикалык мүнөздөмөлөрүн изилдөө, гидротехникалык системанын иштөө процессиндеги динамикалык мүнөздөмөлөрдү жана параметрлердин өзгөрүшүн түшүнүү жана өздөштүрүү абдан зарыл. гидравлика-лык системаны мындан ары оркундотуу жана кемчилик-сиз. .

1. Гидравликалык системанын динамикалык мүнөздөмөлөрүнүн маңызы

Гидравликалык системанын динамикалык мүнөздөмөлөрү – бул гидросистеманын баштапкы тең салмактуулук абалын жоготуу жана жаңы тең салмактуулук абалына келүү процессинде көрсөткөн мүнөздөмөлөрү. Андан тышкары, гидравликалык системанын баштапкы тең салмактуулук абалын бузуунун жана анын динамикалык процессин ишке киргизүүнүн эки негизги себеби бар: бири - берүү же башкаруу системасынын процессинин өзгөрүшү менен шартталган; экинчиси сырттан кийлигишүү менен шартталган. Бул динамикалык процессте гидравликалык системадагы ар бир параметр өзгөрмөсү убакыттын өтүшү менен өзгөрөт жана бул өзгөртүү процессинин аткарылышы системанын динамикалык мүнөздөмөлөрүнүн сапатын аныктайт.

2. Гидравликалык динамикалык мүнөздөмөлөрдү изилдөө ыкмасы

Гидравликалык системалардын динамикалык мүнөздөмөлөрүн изилдөөнүн негизги ыкмалары болуп функциялык анализ ыкмасы, симуляциялык метод, эксперименталдык изилдөө ыкмасы жана санариптик моделдөө ыкмасы саналат.

2.1 Функцияларды талдоо ыкмасы
Өткөрмө функциясын анализдөө классикалык башкаруу теориясына негизделген изилдөө ыкмасы. Гидравликалык системалардын динамикалык мүнөздөмөлөрүн классикалык башкаруу теориясы менен талдоо, адатта, бир кирүүчү жана бир чыгуучу сызыктуу системалар менен чектелет. Негизинен алгач системанын математикалык модели түзүлүп, анын өсүү формасы жазылат, андан кийин Лапластык түрлендіру аткарылат, ошону менен системанын өткөрүп берүү функциясы алынат, андан кийин системанын берүү функциясы Бодеге айланат. интуитивдик талдоо оңой болгон диаграмма өкүлчүлүгү. Акырында жооптун мүнөздөмөлөрү Bode диаграммасында фаза-жыштык ийри сызыгы жана амплитуда-жыштык ийри сызыгы аркылуу талданат. Сызыктуу эмес көйгөйлөргө туш болгондо, анын сызыктуу эмес факторлору көп учурда этибарга алынбайт же сызыктуу системага жөнөкөйлөштүрүлөт. Чынында, гидротехникалык системалар көп учурда татаал сызыктуу эмес факторлорго ээ, ошондуктан бул ыкма менен гидравликалык системалардын динамикалык мүнөздөмөлөрүн талдоодо чоң анализ каталары бар. Мындан тышкары, өткөрүп берүү функциясын талдоо ыкмасы изилдөө объектисин кара куту катары карайт, системанын киришине жана чыгышына гана көңүл бурат жана изилдөө объектинин ички абалын талкуулабайт.

Мамлекеттик мейкиндикти талдоо методу изилденип жаткан гидравликалык системанын динамикалык процессинин математикалык моделин абал теңдемеси катары жазуу, ал биринчи даражадагы дифференциалдык теңдеме системасы болуп саналат, ал гидравликадагы ар бир абал өзгөрмөсүнүн биринчи даражадагы туундусун билдирет. системасы. Бир нече башка абал өзгөрмөлөрүнүн жана киргизүү өзгөрмөлөрүнүн функциясы; бул функциялык байланыш сызыктуу же сызыктуу эмес болушу мүмкүн. Гидравликалык системанын динамикалык процессинин математикалык моделин абалдын теңдемеси түрүндө жазуу үчүн көбүнчө колдонулган ыкма болуп абал функциясынын теңдемесин чыгаруу үчүн өткөрүп берүү функциясын колдонуу же жогорку даражадагы дифференциалдык теңдемени алуу үчүн колдонулат. мамлекеттик теңдеме, жана электр байланыш диаграммасы да мамлекеттик теңдемени тизмелөө үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул талдоо ыкмасы изилденүүчү системанын ички өзгөрүүлөрүнө көңүл бурат жана көп киргизүү жана көп чыгаруу маселелерин чече алат, бул берүү функциясын талдоо ыкмасынын кемчиликтерин бир топ жакшыртат.

Функцияны талдоо ыкмасы, анын ичинде өткөрүп берүү функциясын талдоо ыкмасы жана мамлекеттик мейкиндик анализи ыкмасы, адамдар гидротехникалык системанын ички динамикалык мүнөздөмөлөрүн түшүнүү жана талдоо үчүн математикалык негиз болуп саналат. Талдоо үчүн сыпаттоо функциясынын ыкмасы колдонулат, ошондуктан анализ каталары сөзсүз түрдө пайда болот жана ал көбүнчө жөнөкөй системаларды анализдөөдө колдонулат.

2.2 Симуляция ыкмасы
Компьютердик технология популярдуу боло элек доордо аналогдук компьютерлерди же аналогдук схемаларды колдонуу менен гидротехникалык системалардын динамикалык мүнөздөмөлөрүн имитациялоо жана анализдөө да практикалык жана эффективдүү изилдөө ыкмасы болгон. Аналогдук ЭЭМ санариптик ЭЭМге чейин жаралган жана анын принциби ар түрдүү физикалык чоңдуктардын өзгөрүү мыйзамдарынын математикалык сүрөттөлүшүнүн окшоштугунун негизинде аналогдук системанын мүнөздөмөлөрүн изилдөө болуп саналат. Анын ички өзгөрмөлүүлүгү тынымсыз өзгөрүп туруучу чыңалуу өзгөргүчтүгү болуп саналат жана өзгөрмөнүн иштеши чынжырдагы чыңалуу, ток жана компоненттердин электрдик мүнөздөмөлөрүнүн окшош иштөө байланышына негизделген.

Аналогдук компьютерлер өзгөчө кадимки дифференциалдык теңдемелерди чыгарууга ылайыктуу, ошондуктан аларды аналогдук дифференциалдык анализаторлор деп да аташат. Физикалык системалардын динамикалык процесстеринин көпчүлүгү, анын ичинде гидравликалык системалар дифференциалдык теңдемелердин математикалык формасында туюнтулгандыктан, аналогдук компьютерлер динамикалык системаларды моделдөө үчүн абдан ылайыктуу.

Модельдештирүү ыкмасы иштеп турганда системанын математикалык моделине ылайык ар кандай эсептөө компоненттери кошулат жана эсептөөлөр параллелдүү жүргүзүлөт. Ар бир эсептөө компонентинин чыгыш чыңалуулары системадагы тиешелүү өзгөрмөлөрдү билдирет. мамилелердин артыкчылыктары. Бирок, бул талдоо ыкмасынын негизги максаты математикалык маселелердин так анализин алуу үчүн эмес, эксперименталдык изилдөө үчүн колдонула турган электрондук моделди берүү болуп саналат, ошондуктан анын төмөнкү эсептөө тактыгынын өлүмгө дуушар болгон кемчилиги бар; Мындан тышкары, анын аналогдук схемасы көбүнчө түзүлүшү боюнча татаал, тышкы дүйнөгө кийлигишүү жөндөмдүүлүгү өтө начар.

2.3 Эксперименталдык изилдөө ыкмасы
Эксперименталдык изилдөө ыкмасы гидротехникалык системанын динамикалык мүнөздөмөлөрүн талдоо үчүн зарыл изилдөө ыкмасы болуп саналат, айрыкча, мурда санариптик моделдөө сыяктуу практикалык теориялык изилдөө ыкмасы жок болгондо, аны эксперименталдык методдор менен гана талдоо мүмкүн. Эксперименталдык изилдөөлөр аркылуу биз гидротехникалык системанын динамикалык мүнөздөмөлөрүн жана ага байланыштуу параметрлердин өзгөрүшүн интуитивдик жана чындап түшүнө алабыз, бирок эксперименттер аркылуу гидротехникалык системаны талдоо узак мөөнөттүү жана кымбат баалуу кемчиликтерге ээ.

Мындан тышкары, татаал гидротехникалык система үчүн, атүгүл тажрыйбалуу инженерлер анын так математикалык моделдөөсүнө толук ишенишпейт, ошондуктан анын динамикалык процессине туура анализ жана изилдөө жүргүзүү мүмкүн эмес. Курулган моделдин тактыгын эксперимент менен айкалыштыруу ыкмасы аркылуу натыйжалуу текшерүүгө болот жана туура моделди түзүү үчүн кайра карап чыгуу боюнча сунуштар берилиши мүмкүн; ошол эле учурда, экөөнүн натыйжалары окшош шарттарда моделдөө жана эксперименталдык изилдөөлөр менен салыштырылышы мүмкүн. натыйжалуулугун жана сапатын камсыз кылуунун негизинде жакшыртууга болот. Ошондуктан, бүгүнкү эксперименталдык изилдөө ыкмасы көп учурда маанилүү гидротехникалык системанын динамикалык мүнөздөмөлөрүнүн сандык моделдөө же башка теориялык изилдөө жыйынтыктарын салыштыруу жана текшерүү үчүн зарыл каражат катары колдонулат.

2.4 Санарип моделдөө ыкмасы
Заманбап башкаруу теориясынын прогресси жана компьютердик техниканын өнүгүшү гидравликалык системанын динамикалык мүнөздөмөлөрүн изилдөөнүн жаңы ыкмасын, башкача айтканда, санариптик моделдөө ыкмасын алып келди. Бул ыкмада алгач гидравликалык системанын процессинин математикалык модели түзүлүп, абал теңдемеси менен туюнтулат, андан кийин системанын ар бир негизги өзгөрмөлөрүнүн динамикалык процесстеги убакыт-домендик чечими ЭЭМде алынат.

Санарип моделдөө ыкмасы сызыктуу системалар үчүн да, сызыктуу эмес системалар үчүн да ылайыктуу. Ал кандайдыр бир киргизүү функциясынын таасири астында системанын параметрлеринин өзгөрүшүн окшоштурушу мүмкүн, андан кийин гидротехникалык системанын динамикалык процесси жөнүндө түз жана ар тараптуу түшүнүк ала алат. Гидротехникалык системанын динамикалык көрсөткүчтөрүн биринчи этапта алдын ала айтууга болот, андыктан долбоорлоо натыйжаларын салыштырып, текшерип жана убагында өркүндөтүүгө болот, бул долбоорлонгон гидротехникалык системанын жакшы иштөөсүн жана жогорку ишенимдүүлүгүн натыйжалуу камсыздай алат. Гидравликалык динамикалык көрсөткүчтөрдү изилдөөнүн башка каражаттары жана ыкмалары менен салыштырганда санариптик моделдөө технологиясы тактык, ишенимдүүлүк, күчтүү ыңгайлашуу, кыска цикл жана үнөмдөөнүн артыкчылыктарына ээ. Ошондуктан, санариптик моделдөө ыкмасы гидравликалык динамикалык натыйжалуулукту изилдөө тармагында кеңири колдонулат.

3. Гидравликалык динамикалык мүнөздөмөлөрдү изилдөө ыкмаларын иштеп чыгуу багыты

Санарип моделдөө ыкмасын теориялык талдоо аркылуу эксперименталдык натыйжаларды салыштыруунун жана текшерүүнүн изилдөө ыкмасы менен айкалышып, гидравликалык динамикалык мүнөздөмөлөрдү изилдөөнүн негизги ыкмасы болуп калды. Мындан тышкары, санариптик симуляция технологиясынын артыкчылыгынан улам, гидравликалык динамикалык мүнөздөмөлөр боюнча изилдөөлөрдү өнүктүрүү санарип моделдөө технологиясын өнүктүрүү менен тыгыз интеграцияланат. Гидравликалык системанын моделдөө теориясын жана ага байланыштуу алгоритмдерин терең изилдөө жана гидротехниктер гидротехникалык системанын маанилүү иштерин изилдөөгө көбүрөөк энергияны жумшай алышы үчүн моделдештирүү оңой болгон гидравликалык системаны симуляциялоо программасын иштеп чыгуу. гидротехникалык динамикалык мүнөздөмөлөрдү изилдөө тармагын өнүктүрүү. багыттарынын бири.

Мындан тышкары, азыркы гидротехникалык системалардын курамынын татаалдыгын эске алуу менен, алардын динамикалык мүнөздөмөлөрүн изилдөөгө көбүнчө механикалык, электрдик жана ал тургай пневматикалык маселелер тартылат. Гидравликалык системанын динамикалык анализи кээде электромеханикалык гидравлика сыяктуу көйгөйлөрдү комплекстүү талдоо экенин көрүүгө болот. Ошондуктан, гидротехникалык системалардын көп өлчөмдүү биргелешкен моделдештирүү жетүү үчүн ар кандай изилдөө тармактарында моделдөө программалык камсыздоонун тиешелүү артыкчылыктары менен бирге универсалдуу гидротехникалык моделдөө программалык камсыздоону иштеп чыгуу учурдагы гидротехникалык динамикалык мүнөздөмөлөрдү изилдөө ыкмасын өнүктүрүүнүн негизги багыты болуп калды.

Заманбап гидротехникалык системанын иштөө талаптарын жакшыртуу менен, кыймылдаткычтын алдын ала белгиленген аракет циклин аяктоо жана системанын статикалык иштөө талаптарын канааттандыруу үчүн салттуу гидротехникалык система мындан ары талаптарга жооп бере албайт, ошондуктан динамикалык мүнөздөмөлөрдү изилдөө зарыл. гидравликалык система.

Гидравликалык системанын динамикалык мүнөздөмөлөрү боюнча изилдөөнүн маңызын ачуунун негизинде бул эмгекте гидравликалык системанын динамикалык мүнөздөмөлөрүн изилдөөнүн төрт негизги методу, анын ичинде функциялык анализ ыкмасы, симуляциялык ыкма, эксперименталдык изилдөөлөр кеңири киргизилген. ыкмасы жана санариптик моделдөө ыкмасы, жана алардын артыкчылыктары жана кемчиликтери. Гидравликалык системаны моделдештирүү үчүн жеңил болгон программалык камсыздоону иштеп чыгуу жана көп домендик симуляциялык программалык камсыздоону биргелешип моделдөө келечектеги гидродинамикалык мүнөздөмөлөрдү изилдөө методунун негизги өнүгүү багыттары экендиги белгиленген.