[发明专利]一种构建液压系统模型的方法及装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及液压系统仿真技术领域，尤其涉及一种构建液压系统模型的方法及装置。

背景技术

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、Automation Studio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。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷和不足，本发明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：