[发明专利]一种可反映入口边界条件对压缩机性能影响的建模方法在审

专利信息
申请号: 202210430657.6 申请日: 2022-04-22
公开(公告)号: CN114741968A 公开(公告)日: 2022-07-12
发明(设计)人: 孙永瑞;孙玉莹;陶琛;王晟旻;孙洋;金伟楠;李博伟;程健 申请(专利权)人: 沈阳鼓风机集团股份有限公司;沈阳透平机械股份有限公司
主分类号: G06F30/27 分类号: G06F30/27;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
代理公司: 北京弘权知识产权代理有限公司 11363 代理人: 逯长明;许伟群
地址: 110869 辽宁省沈阳*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 反映 入口 边界条件 压缩机 性能 影响 建模 方法
【权利要求书】:

1.一种可反映入口边界条件对压缩机性能影响的建模方法,其特征在于,步骤包括:

根据目标压缩机实际运行范围确定所建模型各项参数的应用边界;

在应用边界内收集目标压缩机的特性数据;

将收集到的特性数据进行数据处理;

将处理后的特性数据拆分为第一部分数据、第二部分数据和第三部分数据;

利用第一部分数据建模,得到第一特性模型;

利用第二部分数据,对第一特性模型进行第一次验证;

根据第一次验证的验证结果进行第一次误差分析,确定建模多项式中最高次项的幂次;

若误差分析结果满足预设条件,则采用第一部分数据、第二部分数据及最高次项的幂次进行第二次建模,得到第二特性模型;

利用第三部分数据对第二特性模型进行第二次验证;

根据第一次验证及第二次验证的验证结果进行第二次误差分析,将第二次误差分析结果与第一次误差分析结果对比;

若误差分析对比结果满足预设条件,则完成建模。

2.根据权利要求1所述的一种可反映入口边界条件对压缩机性能影响的建模方法,其特征在于,所述所建模型各项参数包括:目标压缩机的入口压力、入口温度、叶轮直径和转速。

3.根据权利要求2所述的一种可反映入口边界条件对压缩机性能影响的建模方法,其特征在于,所述特性数据包括:入口压力、入口温度、叶轮直径、转速、入口流量、入口气体的温度多变指数、压缩机压比和压缩机多变效率;收集的特性数据满足覆盖应用边界范围以及压缩机主要运行区域数据多于其他运行区域数据的要求。

4.根据权利要求3所述的一种可反映入口边界条件对压缩机性能影响的建模方法,其特征在于,数据处理包括数据转换和数据中心化,数据转换具体为:

其中,X为变量,C1、C2和C3为常数;

数据中心化具体为:

其中,为变量的平均值;s为标准差,yi为第i个变量的值。

5.根据权利要求4所述的一种可反映入口边界条件对压缩机性能影响的建模方法,其特征在于,建模采用偏最小二乘法、神经网络方法、支持向量机等预测回归分析方法的一种或多种方法相结合;对于压缩机压比PI和压缩机多变效率Yit的数学模型为:

PI=f(Tin,Pin,ma,n,kt,D2)

Yit=f(Tin,Pin,ma,n,kt,D2)

其中,Tin为入口温度、Pin为入口压力、ma为入口流量、n为转速、kt为入口气体的温度多变指数、D2为叶轮直径;建立的PI模型和Yit模型的表达式为包含6个变量的多项式,如下:

其中,s为建模多项式中最高次项的幂次,v1为Tin入口温度、v2为Pin入口压力、v3为ma入口流量、v4为n转速、v5为kt入口气体的温度多变指数、v6为D2叶轮直径;a、b为待求项系数用偏最小二乘法计算。

6.根据权利要求5所述的一种可反映入口边界条件对压缩机性能影响的建模方法,其特征在于,所述第一特性模型的建立还包括第一次标定误差的计算,所述第二特性模型的建立还包括第二次标定误差的计算,所述第一特性模型的验证还包括第一次验证误差的计算,所述第二特性模型的验证还包括第二次验证误差的计算;标定误差用均方根RMS和决定系数R2表示,验证误差也用均方根RMS和决定系数R2表示,具体为:

其中,为各变量的真实值,为变量的平均值,yi为第i个变量的预测值。

7.根据权利要求6所述的一种可反映入口边界条件对压缩机性能影响的建模方法,其特征在于,第一次误差分析的方法为:计算第一特性模型的第一次标定误差与第一次验证误差的差值,若差值小于预设阈值,则根据误差结果确定建模多项式中最高次项的幂次s。

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