CN115879387A - 一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法及系统，通过根据全专业仿真平台当前的仿真同步率指标和仿真状态参数变化指标，判断当前应采用哪种气动方法计算气动驱动转矩，并自动切换至该气动计算方法进行计算，并将计算得到的气动驱动转矩传输至仿真平台，是的仿真平台对整个仿真实体进行仿真，以达到同时满足全专业仿真平台对于气动计算的速度和准确性的目的。

Description

一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法及系统

技术领域

本申请涉及系统仿真技术领域，具体涉及一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法及系统。

背景技术

风电机组全专业仿真平台需要针对风电机组气动气弹特性的模拟、传动链多体动力建模和仿真、电机和变流器及其控制系统的建模和控制策略仿真、电网侧电磁/机电暂态的精确建模和仿真等多个关键技术环节进行有机结合和统一设计。用这种方式形成一种统一的仿真平台。其中，气动仿真对应着风电机组气动气弹特性的模拟的这一部分，是全专业仿真平台里面关键的一环。

现有的气动仿真计算方法主要包括经验公式计算法、气动定常模型BEM方法、自由涡尾迹模型方法以及流场分析CFD方法。上述4种方法的计算精度逐个增加，而计算速度逐个下降。目前的全专业仿真平台仅选取这4种中的某一种作为气动计算模块的仿真计算方法，并输出计算结果。

但是仅采用某一种气动计算方法进行全专业仿真平台中的气动计算，其缺点是无法在计算精度和计算速率两者之间达到平衡。如采用计算速度较快的计算方法，则会在需要精确模拟的场景中牺牲计算精度；而如果采用计算精度较高的计算方法，则会导致计算速度变慢。

发明内容

本发明实施例提供了一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法及系统，根据当前采样时间点仿真工况需求和仿真状态参数变化指标，确定下一时刻气动驱动转矩的仿真算法。

为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法，所述气动驱动转矩计算方法包括：

根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标；

根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法；

根据气动驱动转矩算法计算所述下一采样时间点的气动驱动转矩，以利用所述下一采样时间点的气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

优选地，所述当前采样时间点为第t个历史采样时间点，历史采样时间点为第1个至第t-1个历史采样时间点，所述气动驱动转矩计算方法还包括：

针对第k个历史采样时间点，根据第一个到第k-1个所述历史采样时间点的仿真同步率指标，以及第二个到第k个所述历史采样时间点的参数变化指标，生成所述第k个历史采样时间点的仿真同步率指标，其中，k为2至t之间的整数，t为当前采样时间点。

优选地，所述根据第一个到第k-1个所述历史采样时间点的仿真同步率指标，以及第二个到第k个所述历史采样时间点的参数变化指标，生成所述第k个历史采样时间点的仿真同步率指标，包括：

根据如下公式生成第k个历史采样时间点的仿真同步率指标：

sb(k)＝sb(k-1)×ab(k)+sb(k-2)×ab(k-1)×e^-1×T+...+sb(1)×ab(2)×e^-(k-2)×T。

优选地，所述运行参数包括叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度，所述根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标，包括：

将每相邻两个采样时间点的所述叶轮旋转角度差值之和与每相邻两个采样时间点的所述叶轮偏航角度差值之和进行相乘，得到第一乘积；

将每相邻两个采样时间点的所述叶轮转速差值之和与每相邻两个采样时间点的所述叶轮阻力转矩差值之和进行相乘，得到第二乘积；

将1/2作为所述第一乘积和所述第二乘积的指数，分别得到发动机叶轮的第一参数指标以及发动机叶轮的第二参数指标；

求取所述第一参数指标与所述第二参数指标的比值，得到所述参数变化指标。

优选地，每个所述气动驱动转矩算法包括包括一序号，所述根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法，包括：

若当前时刻的所述仿真同步率指标小于等于第一设定值，则下一时刻气动驱动转矩算法当前方法序号相邻的后一个序号对应的方法；

若当前时刻的所述仿真同步率指标大于所述第一设定值且小于等于第二设定值，则下一时刻气动驱动转矩算法与当前时刻气动驱动转矩算法保持不变；

若当前时新刻的所述仿真同步率指标大于所述第二设定值，则下一时刻气动驱动转矩算法当前方法序号相邻的前一个序号对应的方法。

优选地，所述气动驱动转矩仿真方法还包括：

对所述气动驱动转矩算法进行校核。

优选地，所述对所述气动驱动转矩算法进行校核，包括：

计算下一时刻的所述仿真同步率指标；

若下一时刻的所述仿真同步率指标小于等于第三设定值，则选择序号4的气动算法。

第二方面，本申请提供一种多气动算法的气动驱动转矩仿真系统，所述气动驱动转矩计算系统包括：

仿真同步率计算模块：根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标；

算法选择模块：根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法；

气动驱动转矩仿真模块：根据气动驱动转矩算法计算所述下一采样时间点的气动驱动转矩，以利用所述下一采样时间点的气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

同时，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法。

同时，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。

由上述技术方案可知，本申请提供的一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法及系统，通过根据全专业仿真平台当前采样时间点的仿真同步率指标和仿真状态参数变化指标，判断当前应采用哪种气动方法计算气动驱动转矩，并自动切换至该气动计算方法进行计算，并将计算得到的气动驱动转矩传输至仿真平台，是的仿真平台对整个仿真实体进行仿真，以达到同时满足全专业仿真平台对于气动计算的速度和准确性的目的。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中的一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法的流程示意图。

图2为本申请实施例中的一种多气动算法的气动驱动转矩仿真系统的结构示意图。

图3为本申请实施例中的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

考虑到现有的技术方案仅采用某一种气动计算方法进行全专业仿真平台中的气动计算，其缺点是无法在计算精度和计算速率两者之间达到平衡，本申请提供一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法、系统、电子设备和计算机可读存储介质，根据当前采样时间点仿真工况需求和仿真状态参数变化指标，确定下一时刻气动驱动转矩的仿真算法。

基于上述内容，本申请还提供一种用于实现本申请一个或多个实施例中提供的气动驱动转矩仿真方法的气动驱动转矩仿真装置，该气动驱动转矩仿真装置可以与用户客户端设备之间通信连接，所述用户客户终端设备可以设有多个，气动驱动转矩仿真装置具体可以通过应用服务器访问所述客户终端设备。

其中，所述气动驱动转矩仿真装置可以自客户终端设备接收气动仿真指令，所述气动驱动转矩仿真装置根据仿气动仿真指令，自全专业仿真平台获取历史采样时间点对应的仿真参数，根据历史采样时间点对应的仿真参数得到当前采样时间的仿真同步率指标，并根据当前采样时间点的仿真同步率指标确定下一时刻的气动驱动转矩算法，而后，所述气动驱动转矩仿真装置可以将下一时刻的气动驱动转矩算法发送至客户端设备进行显示。

可以理解的是，所述客户端设备可以包括智能手机、平板电子设备、便携式计算机、台式电脑以及个人数字助理(PDA)等。

在另一实际应用情形中，进行风电机组控制的部分可以在如上述内容所述的分类处理中心执行，也可以所有的操作都在所述客户端设备中完成。具体可以根据所述客户端设备的处理能力，以及用户使用场景的限制等进行选择。本申请对此不作限定。若所有的操作都在所述客户端设备中完成，所述客户端设备还可以包括处理器，用于进行气动驱动转矩算法选择的具体处理。

上述的客户端设备可以具有通信模块(即通信单元)，可以与远程的服务器进行通信连接，实现与所述服务器的数据传输。例如，通信单元可以将风电机组控制指令发送至分类处理中心的服务器，以便服务器根据气动驱动转矩算法进行气动驱动转矩计算。通信单元还可以接收服务器返回的气动驱动转矩计算结果。所述服务器可以包括任务调度中心一侧的服务器，其他的实施场景中也可以包括中间平台的服务器，例如与任务调度中心服务器有通信链接的第三方服务器平台的服务器。所述的服务器可以包括单台计算机设备，也可以包括多个服务器组成的服务器集群，或者分布式装置的服务器结构。

上述服务器与所述客户端设备之间可以使用任何合适的网络协议进行通信，包括在本申请提交日尚未开发出的网络协议。所述网络协议例如可以包括TCP/IP协议、UDP/IP协议、HTTP协议、HTTPS协议等。当然，所述网络协议例如还可以包括在上述协议之上使用的RPC协议(Remote Procedure Call Protocol，远程过程调用协议)、REST协议(Representational State Transfer，表述性状态转移协议)等。

本申请提供的一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法、系统、电子设备和计算机可读存储介质，通过根据全专业仿真平台当前采样时间点的仿真同步率指标和仿真状态参数变化指标，判断当前应采用哪种气动方法计算气动驱动转矩，并自动切换至该气动计算方法进行计算，并将计算得到的气动驱动转矩传输至仿真平台，是的仿真平台对整个仿真实体进行仿真，以达到同时满足全专业仿真平台对于气动计算的速度和准确性的目的。

具体通过下述多个实施例及应用实例分别进行说明。

为了解决当前仅采用某一种气动计算方法进行全专业仿真平台中的气动计算，其缺点是无法在计算精度和计算速率两者之间达到平衡的问题，本申请提供一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法的实施例，参见图1，所述气动驱动转矩仿真方法具体包括有如下内容：

步骤100：根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标；

步骤200：根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法；

步骤300：根据气动驱动转矩算法计算所述下一采样时间点的气动驱动转矩，以利用所述下一采样时间点的气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

在本实施例中，所述参数变化指标为叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度的综合变化指标，根据每个历史采样时间点对应的叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度得到每个历史采样时间点对应的参数变化指标，根据每个历史采样时间点对应的参数变化指标和仿真同步率得到当前采样时间点的仿真同步率指标，根据当前采样时间点的仿真同步率指标指标确定下一采样时间点的气动驱动转矩算法，进而计算出气动驱动转矩，以使仿真平台结合该气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

可以理解的是，参数变化指标表征的是同样的采样间隔时间内，下一个采样时间点的叶轮参数相对于上一个采样时间点叶轮参数的变化。仿真同步率指标是用于表征动态数据传递，若仿真同步率指标过大，则在数据更新过程中可能会造成仿真平台的数据堵塞，此时需要考虑更换气动驱动转矩算法。

从上述描述可知，本申请提供的一多气动算法的气动驱动转矩仿真方法，通过根据全专业仿真平台当前的仿真同步率指标和仿真状态参数变化指标，判断当前应采用哪种气动方法计算气动驱动转矩，并自动切换至该气动计算方法进行计算，并将计算得到的气动驱动转矩传输至仿真平台，是的仿真平台对整个仿真实体进行仿真，以达到同时满足全专业仿真平台对于气动计算的速度和准确性的目的。

在本申请提供的一种气动驱动转矩仿真方法的一个实施例中，所述当前采样时间点为第t个历史采样时间点，历史采样时间点为第1个至第t-1个历史采样时间点，所述气动驱动转矩计算方法还包括：

针对第k个历史采样时间点，根据第一个到第k-1个所述历史采样时间点的仿真同步率指标，以及第二个到第k个所述历史采样时间点的参数变化指标，生成所述第k个历史采样时间点的仿真同步率指标，其中，k为2至t之间的整数，t为当前采样时间点。

在本实施例中，在计算第k个历史采样时间点的仿真同步率指标之前，需要得到第1至k-1个历史采样时间点对应的仿真同步率指标以及第2至k个历史采样时间点的参数变化指标，从而得到第k个采样时间点的仿真同步率指标。

在本申请提供的一种气动驱动转矩仿真方法方法的一个实施例中，提供一种计算仿真同步率指标的优选方式，所述根据第一个到第k-1个所述历史采样时间点的仿真同步率指标，以及第二个到第k个所述历史采样时间点的参数变化指标，生成所述第k个历史采样时间点的仿真同步率指标，包括：

根据如下公式生成第k个历史采样时间点的仿真同步率指标：

sb(k)＝sb(k-1)×ab(k)+sb(k-2)×ab(k-1)×e^-1×T+...+sb(1)×ab(2)×e^-(k-2)×T。

在本实施例中，T为仿真平台的步长，第1个采样时间点的仿真同步率指标sb(1)为1，ab(k)为第k个历史采样时间点的参数变化指标，则第2个采样时间点的仿真同步率指标sb(2)，具体为sb(2)＝1×ab(2)×e^0×T＝ab(2)，第3个历史采样时间点的仿真同步率指标sb(3)，具体为sb(3)＝sb(2)×ab(3)×e^-1×T+sb(1)×ab(2)×e^0×T，第4个历史采样时间点的仿真同步率指标sb(4)，具体为sb(4)＝sb(3)×ab(4)×e^-2×T+sb(2)×ab(3)×e^-1×T+sb(1)×ab(2)×e^0×T，以此类推，第k个历史采样时间点的仿真同步率指标sb(k)，具体为sb(k)＝sb(k-1)×ab(k)×e^-(k-2)×T+sb(k-2)×ab(k-1)×e^-(k-3)×T+...+sb(1)×ab(2)×e^0×T，其中，k是大于等于2的整数。

在本申请提供的一种气动驱动转矩仿真方法的一个实施例中，提供一种参数变化指标计算的优选方式，所述运行参数包括叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度，所述根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标，包括：

将每相邻两个采样时间点的所述叶轮旋转角度差值之和与每相邻两个采样时间点的所述叶轮偏航角度差值之和进行相乘，得到第一乘积；

将每相邻两个采样时间点的所述叶轮转速差值之和与每相邻两个采样时间点的所述叶轮阻力转矩差值之和进行相乘，得到第二乘积；

将1/2作为所述第一乘积和所述第二乘积的指数，分别得到发动机叶轮的第一参数指标以及发动机叶轮的第二参数指标；

求取所述第一参数指标与所述第二参数指标的比值，得到所述参数变化指标。

在本实施例中，上述步骤可总结为下述公式：

其中，从第1采样时间点到当前采样时间点t的叶轮转速wb(1～t)，叶轮阻力转矩Tb(1～t)，叶轮旋转角度θb(1～t)，叶轮航角度αb(1～t)；

每相邻两个采样时间点的所述叶轮旋转角度差值之和∑(()-

(-1))；每相邻两个采样时间点的所述叶轮偏航角度差值之和

每相邻两个采样时间点的所述叶轮转速差值之和/>

每相邻两个采样时间点的所述叶轮阻力转矩差值之和/>

将每相邻两个采样时间点的所述叶轮旋转角度差值之和与每相邻两个采样时间点的所述叶轮偏航角度差值之和进行相乘，得到第一乘积，具体为

将每相邻两个采样时间点的所述叶轮转速差值之和与每相邻两个采样时间点的所述叶轮阻力转矩差值之和进行相乘，得到第二乘积，具体为

将1/2作为所述第一乘积和所述第二乘积的指数，分别得到发动机叶轮的第一参数指标以及发动机叶轮的第二参数指标，具体为

求取所述第一参数指标与所述第二参数指标的比值，得到所述参数变化指标，即上述ab(t)。

在本申请提供的一种气动驱动转矩仿真方法的一个实施例中，提供一种气动驱动转矩算法选择的优选方式，每个所述气动驱动转矩算法包括包括一序号，所述根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法，包括：

若当前时刻的所述仿真同步率指标小于等于第一设定值，则下一时刻气动驱动转矩算法当前方法序号相邻的后一个序号对应的方法；

若当前时刻的所述仿真同步率指标大于所述第一设定值且小于等于第二设定值，则下一时刻气动驱动转矩算法与当前时刻气动驱动转矩算法保持不变；

若当前时新刻的所述仿真同步率指标大于所述第二设定值，则下一时刻气动驱动转矩算法当前方法序号相邻的前一个序号对应的方法。

可以理解的是，气动计算方法共分为4种：经验公式计算法(记为方法1)、气动定常模型BEM方法(记为方法2)、自由涡尾迹模型方法(记为方法3)以及流场分析CFD方法(记为方法4)。t＝1时刻的气动计算方法采用用户输入的初始计算方法。从序号小的方法变更为序号较大的方法定义为方法升级；从序号大的方法变更为序号较小的方法定义为方法降级。

在本实施例中，判断sb(t)的值：如果sb(t)≤第一设定值，则t+1时刻的气动计算方法相比于t时刻升一级，如已为方法4，则方法不变；如果第一设定值＜sb(t)≤第二设定值，则t+1时刻的气动计算方法相比于t时刻不变；如果sb(t)＞第二设定值，则t+1时刻的气动计算方法相比于t时刻降一级，如已为方法1，则方法不变；其中，第一设定值和第二设定值根据多次计算调试得到，第一设定值优选取1，第二设定值优先取5。

在本申请提供的一种气动驱动转矩仿真方法的一个实施例中，提供一种气动驱动转矩算法的优选方式，所述气动驱动转矩仿真方法还包括：

对所述气动驱动转矩算法进行校核。

在本实施例中，对所述气动驱动转矩算法进行校核包括：计算下一时刻的所述仿真同步率指标；若下一时刻的所述仿真同步率指标小于等于第三设定值，则选择序号4的气动算法。如果sb(t+1)≤第三设定值，则校核成功，计算结束；否则，强制固定t+1时刻采用方法4；第三设定值根据多次计算调试得到，第三设定值优选取10。

下面结合具体实施例对本申请实施例提供的一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法过程进行具体说明：

步骤(1)：输入从1时刻(t＝1)到当前时刻(t时刻)多专业仿真平台计算得到的叶轮转速wb(1～t)，叶轮阻力转矩Tb(1～t)，叶轮旋转角度θb(1～t)，叶轮偏航角度αb(1～t)

步骤(2)：气动计算方法共分为4种：经验公式计算法(记为方法1)、气动定常模型BEM方法(记为方法2)、自由涡尾迹模型方法(记为方法3)以及流场分析CFD方法(记为方法4)。t＝1时刻的气动计算方法采用用户输入的初始计算方法。从序号小的方法变更为序号较大的方法定义为方法升级；从序号大的方法变更为序号较小的方法定义为方法降级。

步骤(3)：生成t时刻气动模块与多专业仿真平台的仿真同步率指标sb(t)。t时刻的同步率指标的通用计算公式如下，需要从sb(1)开始逐级计算，ab(t)表示t时刻相比t-1时刻的仿真系统数据更新率，T为系统仿真步长，单位为微秒。

sb(t)＝sb(t-1)×ab(t)+sb(t-2)×ab(t-1)×e^-1×T

+...+sb(1)×ab(2)×e^-(t-2)×T

其中，

sb(1)＝1

步骤(4)：判断sb(t)的值。如果sb(t)≤1，则进入步骤(4a)；如果1＜sb(t)≤5，则进入步骤(4b)；如果sb(t)＞5，则进入步骤(4c)

步骤(4a)：t+1时刻的气动计算方法相比于t时刻升一级，如已为方法4，则方法不变。

步骤(4b)：t+1时刻的气动计算方法相比于t时刻不变

步骤(4c)：t+1时刻的气动计算方法相比于t时刻降一级，如已为方法1，则方法不变。

步骤(5)：根据确定的t+1时刻气动计算方法计算气动数据，输出气动驱动转矩Tm(t+1)给多专业仿真平台。

步骤(6)：计算t+1时刻气动模块与多专业仿真平台的仿真的单向同步率指标sb(t+1)。如果sb(t+1)≤10，则进入步骤(7)；否则，强制固定t+1时刻采用方法4，并返回步骤(4)

步骤(7)计算结束。

从上述描述可知，本申请提供的一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法及系统，通过根据全专业仿真平台当前的仿真同步率指标和仿真状态参数变化指标，判断当前应采用哪种气动方法计算气动驱动转矩，并自动切换至该气动计算方法进行计算，并将计算得到的气动驱动转矩传输至仿真平台，是的仿真平台对整个仿真实体进行仿真，以达到同时满足全专业仿真平台对于气动计算的速度和准确性的目的。

第二方面，为了解决当前仅采用某一种气动计算方法进行全专业仿真平台中的气动计算，其缺点是无法在计算精度和计算速率两者之间达到平衡的问题，本申请提供一种气动驱动转矩仿真系统的实施例，参见图2，所述气动驱动转矩计算系统包括：

仿真同步率计算模块01：根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标；

算法选择模块02：根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法；

气动驱动转矩仿真模块03：根据气动驱动转矩算法计算所述下一采样时间点的气动驱动转矩，以利用所述下一采样时间点的气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

在本实施例中，所述参数变化指标为叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度的综合变化指标，仿真同步率计算模块01根据每个历史采样时间点对应的叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度得到每个历史采样时间点对应的参数变化指标，根据每个历史采样时间点对应的参数变化指标和仿真同步率得到当前采样时间点的仿真同步率指标，仿真同步率计算模块01将当前采样时间点的仿真同步率指标传输至算法选择模块02；算法选择模块02根据当前采样时间点的仿真同步率指标指标确定下一采样时间点的气动驱动转矩算法，算法选择模块02将气动驱动转矩算法的选择结果传输至气动驱动转矩仿真模块03，进而气动驱动转矩仿真模块03计算出气动驱动转矩，气动驱动转矩仿真模块03将计算结果传输至全仿真平台，以使仿真平台结合该气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

可以理解的是，参数变化指标表征的是同样的采样间隔时间内，下一个采样时间点的叶轮参数相对于上一个采样时间点叶轮参数的变化。仿真同步率指标是用于表征动态数据传递，若仿真同步率指标过大，则在数据更新过程中可能会造成仿真平台的数据堵塞，此时需要考虑更换气动驱动转矩算法。

从上述描述可知，本申请实施例提供的一种多气动算法的气动驱动转矩仿真系统，通过根据全专业仿真平台当前采样时间点的仿真同步率指标和仿真状态参数变化指标，判断当前应采用哪种气动方法计算气动驱动转矩，并自动切换至该气动计算方法进行计算，并将计算得到的气动驱动转矩传输至仿真平台，是的仿真平台对整个仿真实体进行仿真，以达到同时满足全专业仿真平台对于气动计算的速度和准确性的目的。

在具体的实施方式中，所述气动驱动转矩仿真系统还包括算法校核模块，所述算法校核模块对算法选择模块02输出的气动驱动转矩算法选择结果进行校核，算法校核模块计算出下一采样时间点采用上述选择的气动驱动转矩算法的仿真同步率指标，算法校核模块根据该仿真同步率指标对气动驱动转矩算法选择结果校核，校核通过后，算法校核模块将气动驱动转矩算法选择结果传输至气动驱动转矩仿真模块03，若校核不通过，算法校核模块强制气动驱动转矩仿真模块03选择流场分析CFD方法进行计算。

步骤(1)：输入从1时刻(t＝1)到当前时刻(t时刻)多专业仿真平台计算得到的叶轮转速wb(1～t)，叶轮阻力转矩Tb(1～t)，叶轮旋转角度θb(1～t)，叶轮偏航角度αb(1～t)

步骤(2)：气动计算方法共分为4种：经验公式计算法(记为方法1)、气动定常模型BEM方法(记为方法2)、自由涡尾迹模型方法(记为方法3)以及流场分析CFD方法(记为方法4)。t＝1时刻的气动计算方法采用用户输入的初始计算方法。从序号小的方法变更为序号较大的方法定义为方法升级；从序号大的方法变更为序号较小的方法定义为方法降级。

步骤(3)：生成t时刻气动模块与多专业仿真平台的仿真同步率指标sb(t)。t时刻的同步率指标的通用计算公式如下，需要从sb(1)开始逐级计算，ab(t)表示t时刻相比t-1时刻的仿真系统数据更新率，T为系统仿真步长，单位为微秒。

sb(t)＝sb(t-1)×ab(t)+sb(t-2)×ab(t-1)×e^-1×T

+...+sb(1)×ab(2)×e^-(t-2)×T

其中，

sb(1)＝1

/>

步骤(4)：判断sb(t)的值。如果sb(t)≤1，则进入步骤(4a)；如果1＜sb(t)≤5，则进入步骤(4b)；如果sb(t)＞5，则进入步骤(4c)

步骤(4a)：t+1时刻的气动计算方法相比于t时刻升一级，如已为方法4，则方法不变。

步骤(4b)：t+1时刻的气动计算方法相比于t时刻不变

步骤(4c)：t+1时刻的气动计算方法相比于t时刻降一级，如已为方法1，则方法不变。

步骤(5)：根据确定的t+1时刻气动计算方法计算气动数据，输出气动驱动转矩Tm(t+1)给多专业仿真平台。

步骤(6)：计算t+1时刻气动模块与多专业仿真平台的仿真的单向同步率指标sb(t+1)。如果sb(t+1)≤10，则进入步骤(7)；否则，强制固定t+1时刻采用方法4，并返回步骤(4)

步骤(7)计算结束

从硬件层面来说，为了解决当前仅采用某一种气动计算方法进行全专业仿真平台中的气动计算，其缺点是无法在计算精度和计算速率两者之间达到平衡的问题，本申请提供一种气动驱动转矩仿真方法中的全部或部分内容的电子设备的实施例，所述电子设备具体包含有如下内容：

图3为本申请实施例的电子设备9600的系统构成的示意框图。如图3所示，该电子设备9600可以包括中央处理器9100和存储器9140；存储器9140耦合到中央处理器9100。值得注意的是，该图3是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。

在一实施例中，气动驱动转矩算法选择功能可以被集成到中央处理器中。

其中，中央处理器可以被配置为进行如下控制：

步骤100：根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标；

步骤200：根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法；

步骤300：根据气动驱动转矩算法计算所述下一采样时间点的气动驱动转矩，以利用所述下一采样时间点的气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

在本实施例中，所述参数变化指标为叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度的综合变化指标，根据每个历史采样时间点对应的叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度得到每个历史采样时间点对应的参数变化指标，根据每个历史采样时间点对应的参数变化指标和仿真同步率得到当前采样时间点的仿真同步率指标，根据当前采样时间点的仿真同步率指标指标确定下一采样时间点的气动驱动转矩算法，进而计算出气动驱动转矩，以使仿真平台结合该气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

可以理解的是，参数变化指标表征的是同样的采样间隔时间内，下一个采样时间点的叶轮参数相对于上一个采样时间点叶轮参数的变化。仿真同步率指标是用于表征动态数据传递，若仿真同步率指标过大，则在数据更新过程中可能会造成仿真平台的数据堵塞，此时需要考虑更换气动驱动转矩算法。

从上述描述可知，本申请提供的一多气动算法的气动驱动转矩仿真方法，通过根据全专业仿真平台当前的仿真同步率指标和仿真状态参数变化指标，判断当前应采用哪种气动方法计算气动驱动转矩，并自动切换至该气动计算方法进行计算，并将计算得到的气动驱动转矩传输至仿真平台，是的仿真平台对整个仿真实体进行仿真，以达到同时满足全专业仿真平台对于气动计算的速度和准确性的目的。

在另一个实施方式中，气动驱动转矩仿真装置可以与中央处理器9100分开配置，例如可以将气动驱动转矩仿真装置配置为与中央处理器9100连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现气动驱动转矩算法选择功能。

如图3所示，该电子设备9600还可以包括：通信模块9110、输入单元9120、音频处理器9130、显示器9160、电源9170。值得注意的是，电子设备9600也并不是必须要包括图3中所示的所有部件；此外，电子设备9600还可以包括图3中没有示出的部件，可以参考现有技术。

如图3所示，中央处理器9100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器9100接收输入并控制电子设备9600的各个部件的操作。

其中，存储器9140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器9100可执行该存储器9140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。

输入单元9120向中央处理器9100提供输入。该输入单元9120例如为按键或触摸输入装置。电源9170用于向电子设备9600提供电力。显示器9160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为LCD显示器，但并不限于此。

该存储器9140可以是固态存储器，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、SIM卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为EPROM等。存储器9140还可以是某种其它类型的装置。存储器9140包括缓冲存储器9141(有时被称为缓冲器)。存储器9140可以包括应用/功能存储部9142，该应用/功能存储部9142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器9100执行电子设备9600的操作的流程。

存储器9140还可以包括数据存储部9143，该数据存储部9143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器9140的驱动程序存储部9144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。

通信模块9110即为经由天线9111发送和接收信号的发送机/接收机9110。通信模块(发送机/接收机)9110耦合到中央处理器9100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。

基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块9110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)9110还经由音频处理器9130耦合到扬声器9131和麦克风9132，以经由扬声器9131提供音频输出，并接收来自麦克风9132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器9130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器9130还耦合到中央处理器9100，从而使得可以通过麦克风9132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器9131来播放本机上存储的声音。

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的气动驱动转矩仿真方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的执行主体为服务器或客户端的气动驱动转矩仿真方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤100：根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标；

步骤200：根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法；

步骤300：根据气动驱动转矩算法计算所述下一采样时间点的气动驱动转矩，以利用所述下一采样时间点的气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

在本实施例中，所述参数变化指标为叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度的综合变化指标，根据每个历史采样时间点对应的叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度得到每个历史采样时间点对应的参数变化指标，根据每个历史采样时间点对应的参数变化指标和仿真同步率得到当前采样时间点的仿真同步率指标，根据当前采样时间点的仿真同步率指标指标确定下一采样时间点的气动驱动转矩算法，进而计算出气动驱动转矩，以使仿真平台结合该气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

可以理解的是，参数变化指标表征的是同样的采样间隔时间内，下一个采样时间点的叶轮参数相对于上一个采样时间点叶轮参数的变化。仿真同步率指标是用于表征动态数据传递，若仿真同步率指标过大，则在数据更新过程中可能会造成仿真平台的数据堵塞，此时需要考虑更换气动驱动转矩算法。

从上述描述可知，本申请提供的一多气动算法的气动驱动转矩仿真方法，通过根据全专业仿真平台当前的仿真同步率指标和仿真状态参数变化指标，判断当前应采用哪种气动方法计算气动驱动转矩，并自动切换至该气动计算方法进行计算，并将计算得到的气动驱动转矩传输至仿真平台，是的仿真平台对整个仿真实体进行仿真，以达到同时满足全专业仿真平台对于气动计算的速度和准确性的目的。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(装置)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种多气动算法的气动驱动转矩仿真方法，其特征在于，所述气动驱动转矩计算方法包括：

根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标；

根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法；

根据气动驱动转矩算法计算所述下一采样时间点的气动驱动转矩，以利用所述下一采样时间点的气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

2.根据权利要求1所述的气动驱动转矩仿真方法，其特征在于，所述当前采样时间点为第t个历史采样时间点，历史采样时间点为第1个至第t-1个历史采样时间点，所述气动驱动转矩计算方法还包括：

针对第k个历史采样时间点，根据第一个到第k-1个所述历史采样时间点的仿真同步率指标，以及第二个到第k个所述历史采样时间点的参数变化指标，生成所述第k个历史采样时间点的仿真同步率指标，其中，k为2至t之间的整数，t为当前采样时间点。

3.根据权利要求2所述的气动驱动转矩仿真方法，其特征在于，所述根据第一个到第k-1个所述历史采样时间点的仿真同步率指标，以及第二个到第k个所述历史采样时间点的参数变化指标，生成所述第k个历史采样时间点的仿真同步率指标，包括：

根据如下公式生成第k个历史采样时间点的仿真同步率指标：

sb(k)＝sb(k-1)×ab(k)+sb(k-2)×ab(k-1)×e^-1×T

+...+sb(1)×ab(2)×e^-(k-2)×T。

4.根据权利要求1所述的气动驱动转矩仿真方法，其特征在于，所述运行参数包括叶轮转速、叶轮阻力转矩、叶轮旋转角度以及叶轮偏航角度，所述根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标，包括：

将每相邻两个采样时间点的所述叶轮旋转角度差值之和与每相邻两个采样时间点的所述叶轮偏航角度差值之和进行相乘，得到第一乘积；

将每相邻两个采样时间点的所述叶轮转速差值之和与每相邻两个采样时间点的所述叶轮阻力转矩差值之和进行相乘，得到第二乘积；

将1/2作为所述第一乘积和所述第二乘积的指数，分别得到发动机叶轮的第一参数指标以及发动机叶轮的第二参数指标；

求取所述第一参数指标与所述第二参数指标的比值，得到所述参数变化指标。

5.根据权利要求1所述的气动驱动转矩仿真方法，其特征在于，每个所述气动驱动转矩算法包括包括一序号，所述根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法，包括：

若当前时刻的所述仿真同步率指标小于等于第一设定值，则下一时刻气动驱动转矩算法当前方法序号相邻的后一个序号对应的方法；

若当前时刻的所述仿真同步率指标大于所述第一设定值且小于等于第二设定值，则下一时刻气动驱动转矩算法与当前时刻气动驱动转矩算法保持不变；

若当前时新刻的所述仿真同步率指标大于所述第二设定值，则下一时刻气动驱动转矩算法当前方法序号相邻的前一个序号对应的方法。

6.根据权利要求1所述的气动驱动转矩仿真方法，其特征在于，所述气动驱动转矩仿真方法还包括：

对所述气动驱动转矩算法进行校核。

7.根据权利要求6所述的气动驱动转矩仿真方法，其特征在于，所述对所述气动驱动转矩算法进行校核，包括：

计算下一时刻的所述仿真同步率指标；

若下一时刻的所述仿真同步率指标小于等于第三设定值，则选择序号4的气动算法。

8.一种多气动算法的气动驱动转矩仿真系统，其特征在于，所述气动驱动转矩计算系统包括：

仿真同步率计算模块：根据截至当前采样时间点内所有历史采样时间点对应的仿真同步率指标和所述参数变化指标，确定所述当前采样时间点的仿真同步率指标；

算法选择模块：根据所述当前采样时间点的仿真同步率指标，确定与所述当前采样时间点相邻下一采样时间点的气动驱动转矩算法；

气动驱动转矩仿真模块：根据气动驱动转矩算法计算所述下一采样时间点的气动驱动转矩，以利用所述下一采样时间点的气动驱动转矩对仿真实体进行仿真。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至7任一项所述的气动驱动转矩仿真方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的气动驱动转矩仿真方法。

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