[发明专利]一种连续液位模拟仿真方法

权利要求书

1.一种连续液位仿真模拟方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤(一)、设置仿真时贮箱内液位传感器及变换器的参数，包括贮箱内安装的分节电容式液位传感器的安装高度H₀、液位传感器数量m、第i根液位传感器与第i+1根液位传感器根间距ξ_i、第i根液位传感器的分节单元数n_i、分节单元长度L、节间距长度δ、变换器输出三角波特性电压最小值u_tmin、变换器输出三角波特性电压最大值u_tmax、变换器输出线性特性电压最小值u_lmin和变换器输出线性特性电压最大值u_lmax，其中i＝1～m-1；

步骤(二)、得到期望贮箱的时间t_期望-液位高度H的关系数据，具体方法如下：

(1)、读取数据文件中贮箱的时间-液位高度的原始数据记录，并计算任意相邻两条原始数据记录的时间间隔△t；

(2)、根据设定期望数据时间间隔△t_期望与相邻两条原始数据记录的时间间隔△t，确定需要在原始数据记录中插入数据记录后的总行数M：

M＝△t/△t_期望；

(3)、对步骤(1)中的时间-液位高度的原始数据进行线性插值，形成以△t_期望为时间间隔的时间t_期望-液位高度H的关系数据；

步骤(三)、计算贮箱的三角波特性电压数据Utrag和线性特性电压数据Uline，具体方法如下：

(1)、根据步骤(一)中的液位传感器的安装高度H₀、液位传感器数量m、第i根液位传感器与第i+1根液位传感器根间距ξ_i对贮箱液位高度进行分段，分段的数量与传感器的根数相同，分别计算每根传感器的测量范围,第i根传感器的测量范围为[H_imin,H_imax]，其中i＝1～m-1；

Himin=H0+Σj=1i-1ξj+Σj=1i-1(L+δ)×nj-(i-1)×δi>1Himax=H0+Σj=1i-1ξj+Σj=1i(L+δ)×nj-i×δi>1H1min=H0i=1Himax=H0+(L+δ)×n1-δi=1;]]>

(2)、根据步骤(一)中的第i根液位传感器测量范围的最小值H_imin、分节单元长度L、节间距长度δ分别计算每根传感器中每个分节单元的测量范围，第i根传感器中第k个分节单元的测量范围为[h_ikmin,h_ikmax]；

hikmin=Himin+Σj=1i-1(L+δ)×njk>1hikmax=Himin+Σj=1i-1(L+δ)×nj+Lk>1hi1min=Himink=1hi1max=Himin+Lk=1;]]>

其中n_j为第j根液位传感器的分节单元数；

(3)、根据步骤(一)中的液位传感器数量m、第i根液位传感器的分节单元数n_i和分节单元长度L，计算有效液位测量高度H_有效:

(4)、计算线性特性的线性方程斜率K:

(5)、根据步骤(4)中计算的斜率K值，计算线性特性线性方程截距B：

B＝H_有效-K×u_lmax；

(6)、判断当前液位高度H是否位于其中一根传感器测量范围内，若不在任意一根传感器的测量范围内，则三角波特性输出电压为u_tmin，线性特性输出电压为上一时刻线性特性输出电压；若当前液位高度H位于其中第i根传感器测量范围内，则进入步骤(7)；

(7)、判断当前液位高度数据H是否位于所述第i根传感器测量范围内的其中一个分节单元的测量范围内，若不在其中一个分节单元的测量范围内，则三角波特性输出电压为上一时刻三角波特性输出电压，线性特性输出电压为上一时刻线性特性输出电压；若在其中第k个分节单元的测量范围内，所述第k个分节单元的高度测量范围为[h_ikmin,h_ikmax]，则三角波特性输出电压计算进入步骤(8)，线性特性输出电压计算进入步骤(9)；

(8)、判断当前液位位于第i根传感器分节单元的节数k为奇数或偶数，即从传感器底部开始计数，所述分节单元所在节数k为奇数或偶数，如果k为奇数，则按照如下公式计算当前液位输出的三角波特性的电压Utrag：

Utrag=H-hikminL×(utmax-utmin)+utmin;]]>

如果为偶数，则按照如下公式计算当前液位输出的三角波特性的电压Utrag：

Utrag=utmax-H-hikminL×(utmax-utmin);]]>

(9)、根据步骤(5)中计算的K、B值，按照如下公式计算当前线性特性电压Uline：

Uline=L×(Σj=1i-1nj+k-1)+H-hikmin-BKi>1Uline=L×(k-1)+H-hikmin-BKi=1;]]>

步骤(四)、将计算得到的三角波特性电压数据Utrag和线性特性电压数据Uline进行存储，当接收到启动输出指令时，将所述电压数据Utrag和Uline转换为模拟电压向外输出，同时将所述电压数据Utrag和Uline通过网络向外输出。