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专利号: 2020100155205
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

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Qmin;

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:qi(t)为第i个阀t时刻的输出流量,tjoff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,qout为输出流量,qref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ηm;

所述最佳匹配系数ηm计算表达式为:

ηm=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中选出最佳的匹配系数ηk。

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;Qmin为数字阀组流量等级最小值,Qmax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,Qi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。

3.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6所述的数字阀组位数N计算表达式,所述的数字阀组最小流量Qmin计算表达式,两个计算表达式如下:所述数字阀组数字阀位数N的计算表达式为:

λ=α1·ρ+β1·f                                             (6)α1+β1=1;                                          (7)所述数字阀组最小流量Qmin的计算表达式为:Qmin=λ·Qmax                                               (8)式中:λ为数字阀组编码形式影响系数,l为中间变量,Qmax为系统要求得到数字阀组所需提供的最大流量,a为延迟时间,[t]为数字阀组许用时间间隔,并且均是介于0到1之间的无量纲数,α1、β1为不同的系统要求给定相应的一组的权重系数。

4.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1所述的编码形式包括等差数列编码、二进制编码形式、斐波那契编码形式和脉冲数编码形式。