[发明专利]数字阀组的构型设计方法

权利要求书

1.一种数字阀组的构型设计方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤1：在j种编码形式中，选取第m种编码形式；

步骤2：初始设定m＝1；

步骤3：初始设定数字阀组中数字阀的数量n＝2；

步骤4：计算数字阀组的平均冲击程度ρ和冗余度f；

步骤5：采用流量轴等步长划分法，进行数字阀组流量区域划分；

步骤6：计算数字阀组位数N和最小流量Q_min；

步骤7：判断数字阀组位数N和初始设定n的大小，如果N大于n，则进行步骤8，反之令n＝n+1继续进行步骤4；

步骤8：计算状态切换流量冲击程度σ和计算流量误差度ε；其中所述状态切换流量冲击程度σ确定方法如下：

所述状态切换流量冲击程度影响程度σ包含最高冲击幅值σ₁和总体冲击流量σ₂，其中最高冲击幅值σ₁计算表达式如下：

式中：q_i(t)为第i个阀t时刻的输出流量，t^j_off为第j个阀关闭延迟时间；t^ij为第i个阀开启与第j个阀同时关闭的切换时间；

总体冲击流量σ₂计算表达式为：

所述数字阀组流量冲击程度影响程度σ通过以下表达式获得：

σ＝α₂σ₁+β₂σ₂ (15)

α₂+β₂＝1 (16)

式中：α₂为峰值流量冲击对流量冲击的影响系数，β₂为总体冲击流量对流量冲击的影响系数，二者均为0到1之间的无量纲常数；

所述流量误差度ε计算表达式如下：

式中：T为工作周期，q_out为输出流量，q_ref为参考流量；

为便于衡量评比，将所述数字阀组流量误差度ε进行归一化处理，归一化表达式为：

归一后的流量误差度ε¹介于0和1之间，并且随着流量误差值的增加而增大，此值越小则说明流量控制精度越高；

步骤9：计算最佳匹配系数η_m；

所述最佳匹配系数η_m计算表达式为：

η_m＝α₃·σ+β₃·ε¹ (19)

α₃+β₃＝1 (20)

式中：α₃为数字阀组流量冲击程度的影响系数，β₃为流量误差度的影响系数，二者均为0到1之间的无量纲常数；

步骤10：判断m和j的大小，如果m≤j，则m＝m+1，进行步骤3；如果m≥j，进行步骤11；

步骤11：从所有编码形式对应的最佳匹配系数η_m中选出最佳的匹配系数。

2.根据权利要求1所述的数字阀组的构型设计方法，其特征在于：步骤4所述的数字阀组平均冲击程度ρ计算表达式为：

式中：e为不良数，表示开始状态接换到结束状态过程中产生的影响，具体计算为取开始状态和结束状态的OR运算，计算相应的流量，然后减去开始状态流量、结束状态流量中的较大值；Q_min为数字阀组流量等级最小值，Q_max为数字阀组流量等级最大值，Q′_max为数字阀组流量等级最大值与最小值的比值，Q_i为开关阀组第i个流量等级数值；

所述的数字阀组冗余度f计算表达式为：

式中：b为数字阀组的离散流量个数。