[发明专利]一种构建液压系统模型的方法及装置

权利要求书

1.一种构建液压系统模型的方法，其特征在于，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；

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；

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；

其中，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，C_d表示流量系数，Q_nom表示所述液压元件的阀口流量，A_nom表示所述液压元件的阀口开口面积，△P_nom表示阀口两端压力的差值，ρ表示液流密度；

或，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，Q_lam表示层流流量，R_Hnom表示层流液阻，△P_nom表示阀口两端压力的差值。

2.根据权利要求1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。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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，△P表示所述液压容腔的压力变化量，C_H为所述液压容腔的液容，R_H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。

4.一种构建液压系统模型的装置，其特征在于，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；

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；

其中，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；

其中，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，C_d表示流量系数，Q_nom表示所述液压元件的阀口流量，A_nom表示所述液压元件的阀口开口面积，△P_nom表示阀口两端压力的差值，ρ表示液流密度；

或，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，Q_lam表示层流流量，R_Hnom表示层流液阻，△P_nom表示阀口两端压力的差值。