【技术实现步骤摘要】
本申请属于液压系统液压导管动态特性理论建模领域，特别涉及一种液压导管动态压力流量特性计算模型及使用方法。
技术介绍
1、为满足机载液压系统对高可靠液压导管的迫切需求，针对遍布全身的液压导管以静载应力、最大变形位移、疲劳强度、模态分析为主的研究工作是当前较为常见的方法。面对系统动态性能要求的工况，因缺乏对液压导管动态性能指标的评价方式，这不利于系统性能的深入认识与改善。为便于实现液压导管动态性能快速评估，开展液压导管的结构优化设计，迫切需要一种快速解析液压导管内部流动特性的理论模型。
2、现有液压导管内部流动特性的理论模型多以在频域范围内建立，分析难度较大，且难以在时域范围内解析液压导管内部压力流量动态特性；此外，为适应机载液压系统管路空间布局要求与匹配液压泵吸油能力，配有变径接口、多段弯曲型液压导管开始出现，并逐步成为潜在选择，此类液压导管在几何上可等效为截面缓变型液压导管，相比直线同径液压导管，其内部压力流量特性尚不清楚，对评估机载液压系统整体性能、优化系统控制方案增加了不少难度。
3、因此，提出一种解析此类液压导管动态压力流量特性的集总参数模型对快速评估液压导管性能与应用设计具有重要的应用意义。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供了一种液压导管动态压力流量特性计算模型及使用方法，以解决现有技术中难以对机载液压系统整体性能进行有效评估的问题。
2、本申请的技术方案是：一种液压导管动态压力流量特性计算模型，包括待计算截面、动态压力流量特性计算模
3、所述待计算截面由多段锥形液压导管组成，所述多段锥形液压导管包括单向递增轴向曲线外轮廓、单调递增轴向直线外轮廓、单调递减轴向直线外轮廓和单向递减轴向曲线外轮廓分别组成的导管；每段锥形液压导管分别包含不同的通径的径向外轮廓，并分别对应不同的锥形液压导管进口边界条件、出口边界条件；
4、所述动态压力流量特性计算模型对应不同的锥形液压导管分别设置，共形成四组不同的模型，分别对应单向递增轴向曲线外轮廓、单调递增轴向直线外轮廓、单调递减轴向直线外轮廓和单向递减轴向曲线外轮廓；
5、所述内部变量传递模型能够反应相邻动态压力流量特性计算模型之间的内部变量传递关系；共有四组，分别对应单向递增轴向曲线外轮廓、单调递增轴向直线外轮廓、单调递减轴向直线外轮廓和单向递减轴向曲线外轮廓。
6、优选地，四组所述动态压力流量特性计算模型分别包括第一输入边界条件、第一输出边界条件；第二输入边界条件、第二输出边界条件；第三输入边界条件、第三输出边界条件；第四输入边界条件、第四输出边界条件。
7、优选地，所述第一输入边界条件包括第一进口流量和第一出口流量，所述第一输出边界条件包括第一进口压力和第一出口压力；所述第二输入边界条件包括第二进口流量和第二出口流量，所述第二输出边界条件包括第二进口压力和第二出口压力；所述第三输入边界条件包括第三进口流量和第三出口流量，所述第三输出边界条件包括第三进口压力和第三出口压力；所述第四输入边界条件包括第四进口流量和第四出口流量，所述第四输出边界条件包括第四进口压力和第四出口压力。
8、优选地，每个所述动态压力流量特性计算模型还包括液压导管截面模型和液压导管锥形模型，每个所述液压导管截面模型和液压导管锥形模型均具有对应的输入边界条件和输出边界条件，每个所述输入边界条件均包括一个进口压力p1和出口压力p2，每个所述输出边界条件均包括一个进口流量q1和出口流量q2；同一动态压力流量特性计算模型对应的液压导管截面模型和液压导管锥形模型的进口压力p1、出口压力p2、进口流量q1和出口流量q2相同。
9、优选地，同一所述动态压力流量特性计算模型的进口压力p1、出口压力p2、进口流量q1和出口流量q2的关联关系式为：
10、p1＝c1+zcq1 (1)
11、p2＝c2+zcq2 (2)
12、其中，c1与c2分别为进、出口压力流量特性内部变量。
13、优选地，所述液压导管锥形模型中的控制参数均由黏性耗散系数βf、液压导管进、出口阻抗大小zca、zcb决定。
14、优选地，所述黏性耗散系数βf计算公式为：
15、
16、
17、
18、
19、式中，rt为管路层流状态下的管路液阻，dt为管路直径，zc为管路阻抗，tt为压力波传播周期，lt为管路长度，ce为压力波有效传播速度。
20、优选地，所述动态压力流量特性计算模型由多个线性传递函数构建，利用纯时间滞后解耦压力、流量。
21、优选地，所述液压导管锥形模型中，进口压力p1和出口流量q2表示为：
22、p1＝q1zc+q1e(s)+[p2+q2f(s)]g(s)e-t'jω (7)
23、
24、式中，q1、p2分别为输入边界条件和输出边界条件。
25、优选地，所述锥形液压导管包括顺向串联液压导管和逆向串联液压导管，一定数量的顺向串联液压导管和逆向串联液压导管能够形成任意截面液压导管。
26、优选地，所述内部变量传递模型包括第一输入变量条件、第一输出变量条件；第二输入变量条件、第二输出变量条件；第三输入变量条件、第三输出变量条件；第四输入变量条件、第四输出变量条件；所述第一输入变量条件包括第一输入内部变量和第一输出内部变量，所述第一输出变量条件包括第二输入内部变量和第二输出内部变量；所述第二输入变量条件包括第三输入内部变量和第三输出内部变量，所述第二输出变量条件包括第四输入内部变量和第四输出内部变量；所述第三输入变量条件包括第五输入内部变量和第五输出内部变量，所述第三输出变量条件包括第六输入内部变量和第六输出内部变量；所述第四输入变量条件包括第七输入内部变量和第七输出内部变量，所述第四输出变量条件包括第八输入内部变量和第八输出内部变量。
27、优选地，所述内部变量传递模型内部存在上游和下游关系，所述下游的输入内部变量与上游的输出内部变量关联；所述下游的输出内部变量与上游的输入内部变量关联；每个输入变量条件和输出变量条件均存在一个上游边界条件和下游边界条件。
28、优选地，每个上游边界条件的输入内部变量与下游边界条件的输出内部变量关联，每个上游边界条件的输出内部变量与下游边界条件的输入内部变量关联。
29、优选地，对于每个输入变量条件：其每个输入内部变量与上游边界条件的输出内部变量关联，每个输出内部变量与上游边界条件的输入内部变量关联；对于每个输出变量条件，每个输入内部变量与下游边界条件的输出内部变量关联，每个输出内部变量与下游边界条件的输入内部变量关联。
30、优选地，所述输入内部变量为常数项。
31、优选地，所述输出内部变量为常数项。
32、本申请的液压导管动态压力流量特性计算模型及使用方法，具有如下优点：
【技术保护点】
1.一种液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：包括待计算截面(1)、动态压力流量特性计算模型和内部变量传递模型；
2.如权利要求1所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：四组所述动态压力流量特性计算模型分别包括第一输入边界条件、第一输出边界条件；第二输入边界条件、第二输出边界条件；第三输入边界条件、第三输出边界条件；第四输入边界条件、第四输出边界条件。
3.如权利要求2所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：所述第一输入边界条件包括第一进口流量和第一出口流量，所述第一输出边界条件包括第一进口压力和第一出口压力；所述第二输入边界条件包括第二进口流量和第二出口流量，所述第二输出边界条件包括第二进口压力和第二出口压力；所述第三输入边界条件包括第三进口流量和第三出口流量，所述第三输出边界条件包括第三进口压力和第三出口压力；所述第四输入边界条件包括第四进口流量和第四出口流量，所述第四输出边界条件包括第四进口压力和第四出口压力。
4.如权利要求2所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：每个所述动态压力流量特性计算
5.如权利要求4所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于，同一所述动态压力流量特性计算模型的进口压力P1、出口压力P2、进口流量Q1和出口流量Q2的关联关系式为：
6.如权利要求4所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：所述液压导管锥形模型中的控制参数均由黏性耗散系数βf、液压导管进、出口阻抗大小ZCA、ZCB决定。
7.如权利要求6所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于，所述黏性耗散系数βf计算公式为：
8.如权利要求4所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：所述动态压力流量特性计算模型由多个线性传递函数构建，利用纯时间滞后解耦压力、流量。
9.如权利要求4所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：所述液压导管锥形模型中，进口压力P1和出口流量Q2表示为：
10.如权利要求1所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：所述锥形液压导管(2)包括顺向串联液压导管(11)和逆向串联液压导管(12)，一定数量的顺向串联液压导管(11)和逆向串联液压导管(12)能够形成任意截面液压导管。
11.如权利要求1所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：所述内部变量传递模型包括第一输入变量条件、第一输出变量条件；第二输入变量条件、第二输出变量条件；第三输入变量条件、第三输出变量条件；第四输入变量条件、第四输出变量条件；所述第一输入变量条件包括第一输入内部变量和第一输出内部变量，所述第一输出变量条件包括第二输入内部变量和第二输出内部变量；所述第二输入变量条件包括第三输入内部变量和第三输出内部变量，所述第二输出变量条件包括第四输入内部变量和第四输出内部变量；所述第三输入变量条件包括第五输入内部变量和第五输出内部变量，所述第三输出变量条件包括第六输入内部变量和第六输出内部变量；所述第四输入变量条件包括第七输入内部变量和第七输出内部变量，所述第四输出变量条件包括第八输入内部变量和第八输出内部变量。
12.如权利要求11所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：所述内部变量传递模型内部存在上游和下游关系，所述下游的输入内部变量与上游的输出内部变量关联；所述下游的输出内部变量与上游的输入内部变量关联；每个输入变量条件和输出变量条件均存在一个上游边界条件和下游边界条件。
13.如权利要求12所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：每个上游边界条件的输入内部变量与下游边界条件的输出内部变量关联，每个上游边界条件的输出内部变量与下游边界条件的输入内部变量关联。
14.如权利要求12所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：每个输入内部变量与上游边界条件的输出内部变量关联，每个输出内部变量与上游边界条件的输入内部变量关联；对于每个输出变量条件，每个输入内部变量与下游边界条件的输出内部变量关联，每个输出内部变量与下游边界条件的输入内部变量关联。
15.如权利要求12所述的液压导...
【技术特征摘要】
1.一种液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：包括待计算截面(1)、动态压力流量特性计算模型和内部变量传递模型；
2.如权利要求1所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：四组所述动态压力流量特性计算模型分别包括第一输入边界条件、第一输出边界条件；第二输入边界条件、第二输出边界条件；第三输入边界条件、第三输出边界条件；第四输入边界条件、第四输出边界条件。
3.如权利要求2所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：所述第一输入边界条件包括第一进口流量和第一出口流量，所述第一输出边界条件包括第一进口压力和第一出口压力；所述第二输入边界条件包括第二进口流量和第二出口流量，所述第二输出边界条件包括第二进口压力和第二出口压力；所述第三输入边界条件包括第三进口流量和第三出口流量，所述第三输出边界条件包括第三进口压力和第三出口压力；所述第四输入边界条件包括第四进口流量和第四出口流量，所述第四输出边界条件包括第四进口压力和第四出口压力。
4.如权利要求2所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：每个所述动态压力流量特性计算模型还包括液压导管截面模型和液压导管锥形模型，每个所述液压导管截面模型和液压导管锥形模型均具有对应的输入边界条件和输出边界条件，每个所述输入边界条件均包括一个进口压力p1和出口压力p2，每个所述输出边界条件均包括一个进口流量q1和出口流量q2；同一动态压力流量特性计算模型对应的液压导管截面模型和液压导管锥形模型的进口压力p1、出口压力p2、进口流量q1和出口流量q2相同。
5.如权利要求4所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于，同一所述动态压力流量特性计算模型的进口压力p1、出口压力p2、进口流量q1和出口流量q2的关联关系式为：
6.如权利要求4所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：所述液压导管锥形模型中的控制参数均由黏性耗散系数βf、液压导管进、出口阻抗大小zca、zcb决定。
7.如权利要求6所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于，所述黏性耗散系数βf计算公式为：
8.如权利要求4所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特征在于：所述动态压力流量特性计算模型由多个线性传递函数构建，利用纯时间滞后解耦压力、流量。
9.如权利要求4所述的液压导管动态压力流量特性计算模型，且特...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓明，江辉军，杨忠义，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。