[发明专利]基于应用的容器负载用量精确计量系统

权利要求书

1.基于应用的容器负载用量精确计量系统，其特征在于，包括转速测量系统、扭矩测量系统、计算单元和功率控制单元，所述转速测量系统提供转速信息，所述计算单元用于接收转速测量系统提供的转速信息，所述扭矩测量系统提供扭矩信息，所述扭矩测量系统将扭矩信息提供给计算单元，所述计算单元对转速信息和扭矩信息进行计算处理，并将处理结果提供给功率控制单元，所述功率控制单元对接收的信息进行处理；所述转速测量系统包括速度传感器、滤波电路、速度比较放大器和速度处理器，所述速度传感器对速度进行采样，所述速度传感器将速度采样结果提供给滤波电路，所述滤波电路将过滤掉速度采样结果中的高频分量，所述滤波电路将滤波后的速度采样结果提供给速度比较放大器，所述速度比较放大器将滤波电路提供的速度采样结果进行放大，所述速度比较放大器将放大后的速度采样结果提供给速度处理器，所述速度处理器将接收的速度采样结果进行离散化处理，所述速度处理器将离散化处理后的速度采样结果提供给计算单元；所述扭矩测量系统包括扭矩传感器、桥式检测电路和扭矩处理器，所述扭矩传感器对扭矩进行采样，所述扭矩传感器将扭矩采样结果提供给桥式检测电路，所述桥式检测电路对扭矩采样结果进行电压变换，所述桥式检测电路将经电压变换后的扭矩采样结果提供给扭矩处理器，所述扭矩处理器将接收的扭矩采样结果进行离散化处理，所述扭矩处理器将离散化后的扭矩采样结果提供给计算单元，所述计算单元将速度处理器提供速度采样结果和扭矩处理器提供的扭矩采样结果进行计算处理，并将计算结果发送至功率控制单元，所述计算单元具体计算方法如下：采用面积微元计算法，在单位周期内，对速度处理器提供的速度采样结果和扭矩处理器提供的扭矩采样结果进行记录和积分操作，积分结果作为功率值，所述功率控制单元包括容器、电控阀门和中央控制器，所述电控阀门设于容器上，所述中央控制器接收来自计算单元的计算结果，所述中央控制器为电控阀门提供动作指令，所述电控阀门控制容器出水口的开度，所述中央控制器提供了两种控制模式，一种是扭矩跟随模式，另一种是扭矩保持模式。

2.根据权利要求1所述的基于应用的容器负载用量精确计量系统，其特征在于，所述扭矩跟随模式的具体实现方法如下：(1)通过中央控制器控制电控阀门，使容器出水口的开度恒定，(2)动力机在设计工况下运行，依托动力机的工作特性，计算单元采用面积微元计算法，采用公式1对容器吸收的功率进行计算，采用公式2对容器吸收的能量进行计算：

dE＝t_QdP (公式2)

3.根据权利要求1所述的基于应用的容器负载用量精确计量系统，其特征在于，所述扭矩保持模式的具体实现方法如下：

(1)通过中央控制器控制电控阀门，使容器出水口的开度实时改变，以改变容器内水的压力大小，以保持容器接收的扭矩恒定；

(2)在扭矩跟随模式下，将动力机固定功率输出，使容器出水口的开度保持特定位置，所述计算单元将记录动力机多周期的扭矩和转速信息，以最小步距改变容器出水口的开度，所述计算单元将记录动力机多周期的扭矩和转速信息，为减少实验步骤，将容器出水口的开度调整范围设定为待测扭矩值的±10％内，得出动力机固定功率输出对应的容器出水口的开度与扭矩在多周期内的关系；

(3)使用模型预测算法控制，预测并修正容器出水口的开度：

(4)以当前过程输出测量值与模型计算值只差修正模型预测值：

y_p(k+j)＝y_m(k+j)+β_j[y(k)-y_m(k)]j＝1，2，…，P

(5)计算单元仍然采用面积微元计算法，对容器吸收的功率进行计算，对容器吸收的总能量进行计算。

4.根据权利要求1所述的基于应用的容器负载用量精确计量系统，其特征在于，所述滤波电路采用有源滤波器。

5.根据权利要求1所述的基于应用的容器负载用量精确计量系统，其特征在于，所述速度比较放大器采用多级运算放大器结构。

6.根据权利要求1所述的基于应用的容器负载用量精确计量系统，其特征在于，所述扭矩传感器采用高精度应变式压力传感器，所述桥式检测电路使用惠斯登电桥结构。