一种液体体积/质量的插值解算方法和系统的制作方法_2

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置不可任意设置的限制,提高了液体体积/ 质量的解算精度。
【附图说明】
[0044] 图1为现有技术中油位高度、油面俯仰角和油面滚转角的示意图;
[0045] 图2为本发明实施例一的液体体积/质量的插值解算方法的流程图;
[0046] 图3为本发明实施例二的液体体积/质量的插值解算系统的组成结构示意图;
[0047] 图4为本发明实施例三的液体体积/质量的插值解算示意图;
[0048] 图5a~5b为本发明实施例的液体体积/质量的插值解算方法与现有技术的液体 体积/质量的插值解算方法的对比示意图。
【具体实施方式】
[0049] 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
[0050] 实施例一
[0051] 本发明实施例一提供一种液体体积/质量的插值解算方法,如图2所示,该方法主 要包括:
[0052] 步骤101,根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几何中心位置,并根 据所述几何中心位置获得解算等效传感器所在直线,计算所述解算等效传感器所在直线与 液面的交点坐标。
[0053] 具体的,根据液位传感器的X、y轴坐标,计算得到液位传感器分布的几何中心坐
;其中,Xi、分别表示第i根液位传感器的X、 y轴坐标;
[0054] 计算过所述几何中心且平行于z轴的直线,所述直线即为解算等效传感器所在直 线;
[0055] 根据所述直线方程和液面方程,计算所述直线与液面的交点坐标。
[0056] 需要说明的是,本发明实施例在计算液位传感器分布的几何中心坐标时,所使用 的液位传感器的选取方法可以有两种:
[0057] -、利用所有液位传感器的坐标值计算;
[0058] 二、利用具备有效输出的液位传感器的坐标值计算;所谓具备有效输出的液位传 感器是指,所述液位传感器与液面有交点且没有被液体完全浸没。在实际情况中,如果容器 内的液体过少,会有部分液位传感器接触不到,那么这些接触不到的液位传感器即无有效 输出;如果容器内的液体过多,有些液位传感器会被完全浸没,那么这些被液体完全浸没的 液位传感器也无有效输出。
[0059] 本发明实施例为盛装液体的容器构建三维坐标系,即所述容器位于构建的三维坐 标系中。所述液位传感器为所述容器中实际存在的用于测量液位高度的传感器,在构建了 上述三维坐标系以后,即可获得液位传感器在所述三维坐标系中的位置坐标。本发明实施 例所述的解算等效传感器是为解算液体的体积/质量而在所述三维坐标系中抽象出来的 等效传感器,其并不是所述容器中真实存在的传感器实体。
[0060] 对于上述直线方程,在所述三维坐标系中确定了液位传感器分布的几何中心坐标 (X。,yj后,即可得到过所述几何中心坐标(? yc)且平行于Z轴的直线方程;
[0061] 对于上述液面方程,可以通过以下方式得到:根据液位传感器的输出(即液位高 度)、或者根据液位传感器的输出以及容器的加速度信息(如油箱所属飞机的加速度信 息),拟合液面,得到液面方程。
[0062] 步骤102,根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表,获得所述液面姿态 角的插值项姿态角。
[0063] 其中,可以通过以下方式获得液面姿态角:
[0064] 根据液位传感器的输出(即液位高度)、或者根据液位传感器的输出以及盛装所 述液体的容器的加速度信息,拟合液体平面,得到液面方程;
[0065] 根据所述液面方程求解得到所述液面姿态角。本发明实施例所述的液面姿态角可 以是液面俯仰角和/或液面滚转角,所谓液面俯仰角是指液面沿X轴旋转偏离水平面产生 的角度,液面滚转角是指液面沿y轴旋转偏离水平面产生的角度;在得到液面方程以后,BP 能够计算得到液面沿X轴偏离水平面产生的角度、以及液面沿y轴偏离水平面产生的角度。
[0066] 需要说明的是,由于不在同一直线上的3个点可以确定一个平面,因此当液位传 感器的输出大于等于3个时,且这些输出对应的至少3个液位传感器不在同一直线上,就可 以只根据这至少3个液位传感器的输出拟合液体平面,计算得到液面方程,而不需用到所 述加速度信息;而当液位传感器的输出小于3个时,则需要借助所述加速度信息来拟合液 体平面,计算得到液面方程。实际应用中,可以采用最小二乘法拟合液体平面,以计算得到 液面方程。但本发明实施例并不仅限于最小二乘法,实际应用中其他任何能够根据液位传 感器的输出、或者根据液位传感器的输出以及盛装所述液体的容器的加速度信息计算得到 液面方程的方法,应当都属于本发明实施例的保护范围。
[0067] 本发明一实施方式的所述液面姿态角包括液面俯仰角a和液面滚转角b ;相应的, 步骤102具体包括:
[0068] 根据所述液面俯仰角a和液面滚转角b进行液体特性数据库的查表,获得所述数 据库中的插值项姿态角(S 1, Id1)、(a2, Id1)、(ap b2)、(a2, b2),其中 a^afa;;,I^tKb2;
[0069] 其中,若a、b中有变量与所述数据库中表项对应,则相应变量方向无需插值,例 如:数据库中存在(a,bl)的表项,则变量a方向即无需进行插值;若a、b均与所述数据库 中表项对应,数据库中存在(a,b)表项,则所述a、b无需插值。
[0070] 实际应用中,在多数情况下,a、b的值恰好在数据库中存在的可能性较小,故多数 情况下会得到4种插值项姿态角的组合(ap Id1)、(a2, Id1)、(ap b2)、(a2, b2)。
[0071] 步骤103,获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在直线与液面的交 点坐标所组成的插值液面,并获得所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值。
[0072] 也就是说,步骤103所获得的插值液面,是过所述解算等效传感器所在直线与液 面(这个液面是指步骤101中计算得到的液面方程)的交点,且与水平面满足上述插值项 姿态角的插值液面。所获得的插值液面也是以液面方程的形式来体现。
[0073] 所谓建库等效传感器是指,预先建立液体特性数据库时所定义并使用的传感器, 其并不是现实中真实存在的传感器;液体特性数据库中的各项参数都是以该建库等效传感 器为参考进行测量的。其中,预先建立的液体特性数据库中保存的有不同的姿态角(液面 俯仰角和/或液面滚转角)下,不同的液位高度所对应的液体的体积/质量值。
[0074] 步骤104,根据所述高度值及对应的插值项姿态角进行液体特性数据库的查表插 值,获得液体体积/质量。
[0075] 需要说明的是,本发明实施例中,所述插值液面的数量与所述插值项姿态角的组 合数相同,且所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值的数量与所述插值液面的 数量相同。例如:
[0076] 若步骤102获得的插值项姿态角的组合数只有一个(此时插值项姿态角恰好为 (a,b)),则步骤103获得的插值液面也只有一个,那么步骤103中获得的高度值也就只有一 个;
[0077] 若步骤102获得的插值项姿态角的组合数有两个,如(a,bl)和(a,b2),或者如 (al,b)和(a2, b),则步骤103获得的插值液面也有两个,那么步骤103中获得的高度值也 就有两个;
[0078] 若步骤102获得的插值项姿态角的组合数有四个,即(ai,Id1)、(a 2, Id1)、(ai,b2)、 (a2, b2),则步骤103获得的插值液面也有四个,那么步骤103中获得的高度值也就有四个。
[0079] 综上,本发明实施例一在液体特性数据库插值前预先计算液位传感器的几何中心 以获取解算等效传感器的位置,得到解算等效传感器与拟合液面交点,从交点做插值平面, 与建库等效传感器相交得到插值高度,再用插值高度与插值姿态角组合结果插值得到液体 体积/质量。通过实施本发明实施例一,能够减小查表插值中姿态角插值引入的误差,从而 完全解除了建库等效传感器与实际液位传感器之间的耦合,即解除了建库等效传感器位置 不可任意设置的限制,提高了液体体积/质量的解算精度。
[0080] 实施例二
[0081] 对应本发明实施例一的液体体积/质量的插值解算方法,本发明实施例二还提供 了一种液体体积的插值解算系统,如图5所示,该系统主要包括:
[0082] 信息获得单元10,用于获得液位传感器坐标和液面姿态角;
[0083] 交点坐标计算单元20,用于根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几 何中心位置,并根据所述几何中心位置获得解算等效传感器所在直线,计算所述解算等效 传感器所在直线与液面的交点坐标;
[0084] 插值项姿态角获得单元30,用于根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查 表,获得所述液面姿态角的插值项姿态角;
[0085] 高度值计算单元40,用于获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在 直线与液面的交点坐标所组成的插值液面,并获得所述插值液面与建库等效传感器
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