[发明专利]一种连续液位模拟仿真方法

摘要

本发明涉及一种连续液位仿真模拟方法，包括如下步骤(1)、设置仿真时贮箱内液位传感器及变换器的参数；(2)、得到期望贮箱的时间t期望‑液位高度H的关系数据；(3)、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；(4)、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，并将电压数据Utrag和Uline转换为模拟电压向外输出，同时通过网络向外输出，本发明将液位高度信息转化为液位传感器变换器的输出电压信息，模拟仿真输出三角波特性电压信号与线性电压信号，同时可实现对输出信号的同步回采，以验证输出信号的准确性，解决了由于无信号源，无法对地面或箭上液位处理设备进行功能测试的问题。

主权项

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ξi、第i根液位传感器的分节单元数ni、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utmin、变换器输出三角波特性电压最大值utmax、变换器输出线性特性电压最小值ulmin和变换器输出线性特性电压最大值ulmax，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ξi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[Himin,Himax]，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Himin、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[hikmin,hikmax]；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nj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ni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×ulmax；(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utmin，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[hikmin,hikmax]，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。