一种液压系统中压力控制阀的压力控制方法及系统

专利主权项内容

1.一种液压系统中压力控制阀的压力控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、在液压系统中布置用于数据采集与监控的监测传感器，并配置满足压力控制阀低负载衰减及快速响应需求的控制组件；S2、依据所述压力控制阀的阀体特性构建阀体数学模型，再导入基于所述液压系统的物理实体及映射关系搭建形成的数字孪生模型；S3、利用物联网技术实时采集所述液压系统与所述压力控制阀运行过程中的运行参数与控制参数，并依据液压元件连接关系计算液压压力状态；S4、利用所述数字孪生模型的映射原理对所述液压压力状态进行仿真与可视化展示，实时监测所述液压系统及所述压力控制阀的运行状态；S5、依据仿真监测结果对所述压力控制阀的控制效果进行检验，实现所述压力控制阀的自适应压力控制；所述依据所述压力控制阀的阀体特性构建阀体数学模型，再导入基于所述液压系统的物理实体及映射关系搭建形成的数字孪生模型包括以下步骤：S21、获取所述压力控制阀的阀体特性，依据所述压力控制阀内部电磁力、液动力及弹簧弹力之间的数学关系，建立阀体数学模型；S22、根据所述液压系统的物理实体构建液压元件库，再基于所述液压系统运行原理，利用所述液压元件库搭建线上液压系统作为数字孪生模型，并按照所述液压系统内的各类型元件参数为线上液压系统定义属性；S23、将所述阀体数学模型导入所述线上液压系统中控制压力控制阀；S24、将所述监测传感器与所述线上液压系统中对应节点进行映射配置，以所述监测传感器和实际数据驱动所述线上液压系统运行；所述获取所述压力控制阀的阀体特性，依据所述压力控制阀内部电磁力、液动力及弹簧弹力之间的数学关系，建立阀体数学模型包括以下步骤：S211、获取由所述压力控制阀机械结构参数、电磁线圈参数、阀体压力参数及弹簧弹力参数组成的阀体特性；S212、依据所述电磁线圈参数及电磁学理论建立电磁力学模型；S213、依据所述阀体压力参数及质量守恒定律建立液动力控制模型；S214、依据所述弹簧弹力参数及胡克定律建立弹簧弹力模型；S215、利用所述电磁力学模型、所述液动力控制模型及所述弹簧弹力模型输出的与阀芯位移运动相关的电磁力、液动力及弹簧弹力之间的数学关系，建立所述压力控制阀的阀体数学模型，所述阀体数学模型的表达式为：；式中，表示阀体数学模型；D
表示压力控制阀中阀芯的质量；m表示压力控制阀中阀芯受到的电磁力；Fm表示压力控制阀中阀芯受到的液动力；Fd表示压力控制阀中回位弹簧提供的弹簧弹力；Fk表示压力控制阀内部的摩擦系数；Cu
表示压力控制阀中阀芯的位移量；z所述依据所述电磁线圈参数及电磁学理论建立电磁力学模型包括以下步骤：S2121、提取所述电磁线圈参数中的电磁线圈匝数、主气隙磁阻及次气隙磁阻的数值，并实时检测电磁线圈中通过的实时线圈电流，优先计算所述实时线圈电流、所述电磁线圈匝数及校正系数的乘积，再除以所述主气隙磁阻与所述次气隙磁阻相加之和得到主气隙的磁通量；S2122、获取所述压力控制阀内的真空磁导率及所述主气隙的横截面积；S2123、利用所述实时线圈电流的变化，建立电磁力学模型实现所述压力控制阀内部电磁力的计算，所述电磁力学模型的表达式为：；式中，表示压力控制阀中阀芯受到的电磁力；Fm
表示压力控制阀内主气隙的磁通量；λ
表示压力控制阀内的实时线圈电流；i
表示压力控制阀内阀芯的位移量；z表示压力控制阀内的真空磁导率；μ0表示压力控制阀内主气隙的横截面积。S0