一种构建液压系统模型的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种构建液压系统模型的方法及装置，该方法包括：分别构建液压系统中的各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，以及与各个液压元件连接的各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型；根据液压系统中的各个液压元件和各个液压容腔的连接关系，将各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型以及各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型进行信号连接，得到液压系统的模型。上述建模过程不需要专用液压建模软件并且不用对液压系统元件进行模块化，工程中可以直接进行信号连接以实现建模过程，利于在仿真中准确定位故障位置，并进行相应排查。

【技术实现步骤摘要】
一种构建液压系统模型的方法及装置
本专利技术涉及液压系统仿真
，尤其涉及一种构建液压系统模型的方法及装置。
技术介绍
液压系统建模是液压系统设计与仿真分析中的重要手段，搭建液压系统模型能够方便技术人员在脱离液压系统实物的环境下对液压系统进行全面了解。目前常用的液压系统建模方法基本上都是基于专业的液压系统仿真工具如AEMsim、AutomationStudio等商业仿真软件提供的模型库来实现，也可以基于建模工具Matlab/Simulink提供的SimHydraulic库模块按照实际液压系统的拓扑结构搭建液压系统的物理模型。上述液压系统建模方式均需要相应的商业软件，成本较高。并且这些软件中提供的模块库均被封装，用户无法理解其实现过程，在调试过程中遇到问题也无法有效排查。
技术实现思路
基于上述现有技术的缺陷和不足，本专利技术提出一种构建液压系统模型的方法及装置，能够在不需要依赖专用液压建模软件的前提下实现对液压系统的直接建模。一种构建液压系统模型的方法，包括：分别构建液压系统中的各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，以及与所述各个液压元件连接的各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型；根据所述液压系统中的所述各个液压元件和所述各个液压容腔的连接关系，将所述各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型以及所述各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型进行信号连接，得到所述液压系统的模型。可选的，所述分别构建液压系统中的各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，以及与所述各个液压元件连接的各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型，包括：根据预设的小孔压差-流量计算公式对液压系统中的各个液压元件分别进行建模，得到各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型；将与所述各个液压元件连接的各个液压容腔作为节点，根据所述各个液压元件的阀口流入流量和流出流量，计算得到流入所述各个液压容腔的净流量；根据流入所述各个液压容腔的净流量和预设的可变体积液压容腔压力计算方程对所述各个液压容腔分别进行建模，得到所述各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型。可选的，所述根据预设的小孔压差-流量计算公式对液压系统中的各个液压元件分别进行建模，得到各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，包括：对于液压系统中的各个液压元件，分别进行如下建模：根据预设的小孔压差-流量计算公式，分别构建所述液压元件在紊流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，以及在层流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型；将所述液压元件在紊流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型以及在层流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型进行整合，得到所述液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型。可选的，根据预设的小孔压差-流量计算公式，构建所述液压元件在紊流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，包括：根据紊流状态下的小孔压差-流量计算公式构建所述液压元件在紊流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型；其中，Cd表示流量系数，Qnom表示所述液压元件的阀口流量，Anom表示所述液压元件的阀口开口面积，ΔPnom表示阀口两端压力的差值，ρ表示液流密度。可选的，根据预设的小孔压差-流量计算公式，构建所述液压元件在层流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，包括：根据层流状态下的小孔压差-流量计算公式构建所述液压元件在层流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型；其中，Qlam表示层流流量，RHnom表示层流液阻，ΔPnom表示阀口两端压力的差值。可选的，所述根据流入所述各个液压容腔的净流量和预设的可变体积液压容腔压力计算方程对所述各个液压容腔分别进行建模，得到所述各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型，包括：对于液压系统中的各个液压容腔，分别进行如下建模：根据流入液压容腔的净流量、所述液压容腔的液容和液阻，以及预设的可变体积液压容腔压力计算方程，构建所述液压容腔的压力变化率与净流量之间的关系模型；对所述液压容腔的压力变化率与净流量之间的关系模型进行积分处理，得到所述液压容腔的压力与净流量之间的关系模型。可选的，所述根据流入液压容腔的净流量、所述液压容腔的液容和液阻，以及预设的可变体积液压容腔压力计算方程，构建所述液压容腔的压力变化率与净流量之间的关系模型，包括：根据可变体积液压容腔压力计算方程构建所述液压容腔的压力变化率与净流量之间的关系模型；其中，ΔP表示所述液压容腔的压力变化量，CH为所述液压容腔的液容，RH为所述液压容腔的液阻，t表示时间，∑Q表示流入所述液压容腔的液流的净流量。一种构建液压系统模型的装置，包括：模型构建单元，用于分别构建液压系统中的各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，以及与所述各个液压元件连接的各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型；模型组合单元，用于根据所述液压系统中的所述各个液压元件和所述各个液压容腔的连接关系，将所述各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型以及所述各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型进行信号连接，得到所述液压系统的模型。可选的，所述模型构建单元，包括：第一模型构建单元，用于根据预设的小孔压差-流量计算公式对液压系统中的各个液压元件分别进行建模，得到各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型；净流量计算单元，用于将与所述各个液压元件连接的各个液压容腔作为节点，根据所述各个液压元件的阀口流入流量和流出流量，计算得到流入所述各个液压容腔的净流量；第二模型构建单元，用于根据流入所述各个液压容腔的净流量和预设的可变体积液压容腔压力计算方程对所述各个液压容腔分别进行建模，得到所述各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型。可选的，所述第一模型构建单元根据预设的小孔压差-流量计算公式对液压系统中的各个液压元件分别进行建模，得到各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型时，具体用于：对于液压系统中的各个液压元件，分别进行如下建模：根据预设的小孔压差-流量计算公式，分别构建所述液压元件在紊流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，以及在层流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型；将所述液压元件在紊流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型以及在层流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型进行整合，得到所述液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型。本专利技术公开的技术方案，通过对液压系统中的单个液压元件和液压容腔进行单独建模，然后再将所建模型按照液压系统的结构进行信号连接，即可得到液压系统模型。上述建模过程不需要专用液压建模软件并且不用对液压系统元件进行模块化，工程中可以直接进行信号连接以实现建模过程，利于在仿真中准确定位故障位置，并进行相应排查。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种液压系统结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种构建液压系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构建液压系统模型的方法，其特征在于，包括：分别构建液压系统中的各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，以及与所述各个液压元件连接的各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型；根据所述液压系统中的所述各个液压元件和所述各个液压容腔的连接关系，将所述各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型以及所述各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型进行信号连接，得到所述液压系统的模型。

【技术特征摘要】
1.一种构建液压系统模型的方法，其特征在于，包括：分别构建液压系统中的各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，以及与所述各个液压元件连接的各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型；根据所述液压系统中的所述各个液压元件和所述各个液压容腔的连接关系，将所述各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型以及所述各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型进行信号连接，得到所述液压系统的模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别构建液压系统中的各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，以及与所述各个液压元件连接的各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型，包括：根据预设的小孔压差-流量计算公式对液压系统中的各个液压元件分别进行建模，得到各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型；将与所述各个液压元件连接的各个液压容腔作为节点，根据所述各个液压元件的阀口流入流量和流出流量，计算得到流入所述各个液压容腔的净流量；根据流入所述各个液压容腔的净流量和预设的可变体积液压容腔压力计算方程对所述各个液压容腔分别进行建模，得到所述各个液压容腔的压力与净流量之间的关系模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设的小孔压差-流量计算公式对液压系统中的各个液压元件分别进行建模，得到各个液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，包括：对于液压系统中的各个液压元件，分别进行如下建模：根据预设的小孔压差-流量计算公式，分别构建所述液压元件在紊流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，以及在层流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型；将所述液压元件在紊流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型以及在层流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型进行整合，得到所述液压元件的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设的小孔压差-流量计算公式，构建所述液压元件在紊流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，包括：根据紊流状态下的小孔压差-流量计算公式构建所述液压元件在紊流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型；其中，Cd表示流量系数，Qnom表示所述液压元件的阀口流量，Anom表示所述液压元件的阀口开口面积，ΔPnom表示阀口两端压力的差值，ρ表示液流密度。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设的小孔压差-流量计算公式，构建所述液压元件在层流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型，包括：根据层流状态下的小孔压差-流量计算公式构建所述液压元件在层流状态下的阀口流量与阀口两端压力之间的关系模型；其中，Qlam表示层流流量，RHnom表示层流液阻，ΔPnom表示阀口两端压力的差值。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据流入所述各个液压容腔的净流量和预...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂鸿杰，张大鹏，王文，陈唐建，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11