CN118052075A - 一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，包括1）根据试验数据获取多路阀先导压力与各油路开口面积的特性对应关系，2）根据先导压力与开口面积特性对应关系建立多路阀各油路的开口特性，3）根据多路阀各油路对应的开口特性搭建多路阀双半桥式系统仿真模型，4）将多路阀双半桥式系统仿真模型与辅助模型组合形成系统模型并应用，本发明实现了简单准确、工作量较小、精细化集成、方便根据需求进行细节调整、计算高效快捷，具备较高仿真精度与建模效率的功能。

Description

一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法

技术领域

本发明应用涉及工程机械技术领域，具体的说是一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法。

背景技术

现阶段工程机械发展过程中，工程机械向精细化、绿色化与作业多样化不断发展，多路阀作为液压系统的关键部件，其性能优劣直接工程机械性能，随着对液压系统要求的不断提高，液压元件的研发难度也随时提升，因此在研发过程中采用实时仿真称为节约研发成本、提高研发效率及成功率的一种重要手段，多路阀由于结构复杂、控制精度要求高、需要进行液压优化与系统匹配等特点，特别需要在研发中进行仿真测试。

工程机械由于种类多样化与动作复杂化等特点，导致作为工程机械动作控制枢纽的多路阀内部结构复杂多样，目前流行的液压系统仿真软件的标准液压库没有对应的仿真模型，仅通过简单阀的组合拼装或逻辑控制的等效替代无法满足使用需求。

液压半桥回路由输入液阻与输出液阻构成，两个液阻中间为控制腔，根据输入液阻与输出液阻的组合形式可分为A型半桥、B型半桥、C型半桥、D型半桥等，通过数个半桥回路的系统组合可以得到全新功能的液压系统。

因此设计一种简单准确、工作量较小、精细化集成、方便根据需求进行细节调整、计算高效快捷，具备较高仿真精度与建模效率的建模方法，正是发明人要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，能实现简单准确、工作量较小、精细化集成、方便根据需求进行细节调整、计算高效快捷，具备较高仿真精度与建模效率的功能。

本发明装置所采用的技术方案是：一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）根据试验数据获取多路阀先导压力与各油路开口面积的特性对应关系；

2）根据先导压力与开口面积特性对应关系建立多路阀各油路的开口特性；

3）根据多路阀各油路对应的开口特性搭建多路阀双半桥式系统仿真模型；

4）将多路阀双半桥式系统仿真模型与辅助模型组合形成系统模型并应用。

进一步，所述根据试验数据获取多路阀先导压力与各油路开口面积的特性对应关系的步骤包括步骤（1）通过多路阀的台架试验，获取多路阀不同先导压力下各油口的流量与压力、步骤（2）根据多路阀不同先导压力下各油口的流量与压力，计算多路阀各油路的开口面积，并将先导压力与各油路开口面积建立特性对应关系。

进一步，所述多路阀的阀芯油口包括来油口P、回油口D、回油口T、工作口A、工作口B。

进一步，所述多路阀的阀芯油路包括旁通油路PT、工作油路PA、工作油路PB、回油油路AT、回油油路BT。

进一步，所述多路阀的台架试验数据采集同一试验条件在不同先导压力下来油口P的油源流量与压力、回油口D的回油流量与压力、回油口T的回油流量与压力、工作口A的工作流量与压力、工作口B的工作流量与压力。

进一步，计算所述多路阀的阀芯旁通油路PT、工作油路PA、工作油路PB、回油油路AT、回油油路BT的开口面积，并将先导压力与所述各油路开口面积分别建立特性对应关系。

进一步，所述多路阀各油路开口特性包括旁通油路PT开口特性、工作油路PA开口特性、工作油路PB开口特性、回油油路AT开口特性、回油油路BT开口特性，所述多路阀旁通油路PT开口特性、工作油路PA开口特性、工作油路PB开口特性、回油油路AT开口特性、回油油路BT开口特性分别以PT数表、PA数表、PB数表、AT数表、BT数表的形式存在，分别以PT曲线、PA曲线、PB曲线、AT曲线、BT曲线的形式表现。

进一步，所述多路阀双半桥式系统仿真模型的对称半桥回路分为左半桥与右半桥，所述左半桥由工作油路PA子模型与回油油路AT子模型组成，所述右半桥由工作油路PB子模型与回油油路BT子模型组成。

本发明装置有益效果是：

1.本发明应用层级分为元件层级与整机层级，元件应用层级包括技术线路探索、控制策略开发、性能功能验证等，主机应用层级包括元件性能匹配、液压优化分析、整机集成验证等，模型搭建以多路阀试验数据为基础，模型搭建简单准确且工作量小，模型精细化集成，方便根据需求进行细节调整，计算高效快捷，具备较高的仿真精度与建模效率，可提高研发效率。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

图2为本发明的多路阀双半桥式系统仿真模型结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明装置，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明装置讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1至2为本发明的工艺流程示意图、多路阀双半桥式系统仿真模型结构原理示意图，一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，包括以下步骤：

1）根据试验数据获取多路阀先导压力与各油路开口面积的特性对应关系；2）根据先导压力与开口面积特性对应关系建立多路阀各油路的开口特性；3）根据多路阀各油路对应的开口特性搭建多路阀双半桥式系统仿真模型；4）将多路阀双半桥式系统仿真模型与辅助模型组合形成系统模型并应用。

根据试验数据获取多路阀先导压力与各油路开口面积的特性对应关系的步骤包括：（1）通过多路阀的台架试验，获取多路阀不同先导压力下各油口的流量与压力；（2）根据多路阀不同先导压力下各油口的流量与压力，计算多路阀各油路的开口面积，并将先导压力与各油路开口面积建立特性对应关系。

多路阀的阀芯油口包括来油口P、回油口D、回油口T、工作口A、工作口B。来油口P用于与油源连接，给多路阀供油；回油口D用于与下游阀芯或油箱连接，给多路阀旁通路回油；回油口T用于与油箱连接，给多路阀工作路回油；工作口A与工作口B用于与执行元件连接，给执行元件供油与回油。

多路阀的阀芯油路包括旁通油路PT、工作油路PA、工作油路PB、回油油路AT、回油油路BT，旁通油路PT为来油口P与回油口D的连接油路，工作油路PA为来油口P与工作口A的连接油路，工作油路PB为来油口P与工作口B的连接油路，工作油路AT为工作口A与回油口T的连接油路，工作油路BT为工作口B与回油口T的连接油路。

多路阀的台架试验数据采集同一试验条件在不同先导压力下来油口P的油源流量与压力、回油口D的回油流量与压力、回油口T的回油流量与压力、工作口A的工作流量与压力、工作口B的工作流量与压力，计算多路阀阀芯旁通油路PT、工作油路PA、工作油路PB、回油油路AT、回油油路BT的开口面积，并将先导压力与各油路开口面积分别建立特性对应关系。

多路阀各油路开口特性包括旁通油路PT开口特性、工作油路PA开口特性、工作油路PB开口特性、回油油路AT开口特性、回油油路BT开口特性。

多路阀旁通油路PT开口特性、工作油路PA开口特性、工作油路PB开口特性、回油油路AT开口特性、回油油路BT开口特性分别以PT数表、PA数表、PB数表、AT数表、BT数表的形式存在，分别以PT曲线、PA曲线、PB曲线、AT曲线、BT曲线的形式表现。

多路阀双半桥式系统仿真模型以对称半桥回路方式搭建，将多路阀阀芯旁通油路PT、工作油路PA、工作油路PB、回油油路AT、回油油路BT等效为搭配对应开口特性数表的节流阀子模型，形成旁通油路PT子模型、工作油路PA子模型、工作油路PB子模型、回油油路AT子模型、回油油路BT子模型。

多路阀双半桥式系统仿真模型的对称半桥回路分为左半桥与右半桥，左半桥由工作油路PA子模型与回油油路AT子模型组成，右半桥由工作油路PB子模型与回油油路BT子模型组成。子模型所有油口P接入来油口P，子模型所有油口T接入回油口T，旁通油路PT子模型的油口T接入回油口D。将工作油路PA子模型与回油油路AT子模型的油口A相连并接入工作口A，将工作油路PB子模型与回油油路BT子模型的油口B相连并接入工作口B。来油口P设置一次溢流阀，工作口A与工作口B分别设置二次溢流阀。

多路阀双半桥式系统仿真模型的控制方式为四边控制，所有数表共用一组先导压力并以其为输入量，以油路开口面积为输出量独立控制节流阀的开度，实现流量的分配与压力的建立。

多路阀双半桥式系统仿真模型可与液压油源模型、执行元件模型、辅助元件模型等组合形成系统模型，来油口P与液压油源模型连接，工作口A与工作口B与执行元件模型连接，回油口D与回油口T与辅助元件模型连接，通过对系统模型的联合调试完成使用需求。

本发明应用层级分为元件层级与整机层级，元件应用层级包括技术线路探索、控制策略开发、性能功能验证等，主机应用层级包括元件性能匹配、液压优化分析、整机集成验证等，模型搭建以多路阀试验数据为基础，模型搭建简单准确且工作量小，模型精细化集成，方便根据需求进行细节调整，计算高效快捷，具备较高的仿真精度与建模效率，可提高研发效率。

Claims (8)

1.一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）根据试验数据获取多路阀先导压力与各油路开口面积的特性对应关系；

2）根据先导压力与开口面积特性对应关系建立多路阀各油路的开口特性；

3）根据多路阀各油路对应的开口特性搭建多路阀双半桥式系统仿真模型；

4）将多路阀双半桥式系统仿真模型与辅助模型组合形成系统模型并应用。

2.根据权利要求1所述的一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，其特征在于：所述根据试验数据获取多路阀先导压力与各油路开口面积的特性对应关系的步骤包括步骤（1）通过多路阀的台架试验，获取多路阀不同先导压力下各油口的流量与压力、步骤（2）根据多路阀不同先导压力下各油口的流量与压力，计算多路阀各油路的开口面积，并将先导压力与各油路开口面积建立特性对应关系。

3.根据权利要求2所述的一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，其特征在于：所述多路阀的阀芯油口包括来油口P、回油口D、回油口T、工作口A、工作口B。

4.根据权利要求2所述的一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，其特征在于：所述多路阀的阀芯油路包括旁通油路PT、工作油路PA、工作油路PB、回油油路AT、回油油路BT。

5.根据权利要求3所述的一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，其特征在于：所述多路阀的台架试验数据采集同一试验条件在不同先导压力下来油口P的油源流量与压力、回油口D的回油流量与压力、回油口T的回油流量与压力、工作口A的工作流量与压力、工作口B的工作流量与压力。

6.根据权利要求4所述的一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，其特征在于：计算所述多路阀的阀芯旁通油路PT、工作油路PA、工作油路PB、回油油路AT、回油油路BT的开口面积，并将先导压力与所述各油路开口面积分别建立特性对应关系。

7.根据权利要求1所述的一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，其特征在于：所述多路阀各油路开口特性包括旁通油路PT开口特性、工作油路PA开口特性、工作油路PB开口特性、回油油路AT开口特性、回油油路BT开口特性，所述多路阀旁通油路PT开口特性、工作油路PA开口特性、工作油路PB开口特性、回油油路AT开口特性、回油油路BT开口特性分别以PT数表、PA数表、PB数表、AT数表、BT数表的形式存在，分别以PT曲线、PA曲线、PB曲线、AT曲线、BT曲线的形式表现。

8.根据权利要求1所述的一种多路阀双半桥式系统仿真建模方法，其特征在于：所述多路阀双半桥式系统仿真模型的对称半桥回路分为左半桥与右半桥，所述左半桥由工作油路PA子模型与回油油路AT子模型组成，所述右半桥由工作油路PB子模型与回油油路BT子模型组成。