[发明专利]数字阀组的构型设计方法

说明书

本发明提供一种基于最佳匹配系数的数字阀组的构型设计方法，依据流量区域划分方法提出了开关阀组编码形式等步长原则，在此基础上提出了数字阀组构型设计方法及评价指标，包括多种编码形式下的流量偏差、平均冲击程度、冗余度及状态切换流量冲击程度，这些评价指标的意义在于对于评判所设计数字阀组的优劣时给出了定量的指标，在此基础上提出了一种基于最佳匹配系数的数字阀组构型设计方法，解决了数字阀组中数字阀的数量及各数字阀的额定流量如何确定的难题，保证了数字液压系统中数字阀流量的精确控制。

技术领域

本发明涉及液压开关控制领域，具体属于一种基于最佳匹配系数的数字阀组的构型设计方法。

背景技术

理论上，数字阀组采用不同编码形式，通过控制液阻间的启闭状态实现流量的输出控制。然而数字阀组构型方式较为复杂，不同构型方法会对阀组的流量输出特性产生不同效果的影响，如何确定数字阀组的数字阀的数量及各数字阀的额定流量是一个难题。

发明内容

本发明依据流量区域划分方法提出了开关阀组编码形式等步长原则，在此基础上建立了多项评价指标，并提出了数字阀组构型的设计方法，解决了数字阀组中数字阀的数量及各数字阀的额定流量如何确定的难题。

本发明采用以下技术方案：

一种数字阀组的构型设计方法，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3；

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；

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；