[发明专利]一种流量控制系统泵运行区间判别方法

摘要

本发明提供一种流量控制系统泵运行区间判别方法。首先，在流量控制系统任意相对稳态时刻对泵运行频率施加小信号扰动ΔF，得到对应的流量变化值Δq1(t)与相对稳态压力值P的关系式，进而采用灰色算法计算流量控制系统任意相对稳态时刻的压力值P；其次，依据计算出的压力P、测量到的流量Q和频率为F泵的Q‑H扬程特性曲线，得到泵在Q‑H特性曲线的工作点；最后，依据泵的Q‑H扬程特性与相似工况抛物围成高效运行区域，对泵的运行区间准确、可靠判别。在本发明无需压力检测传感器及辅助电路即可实现泵运行区间的判别，省去了压力传感器及辅助处理电路的安装调试所需时间和成本，使得系统结构更加简单，系统成本更低。

主权项

1.一种流量控制系统泵运行区间判别方法，其特征在于：其步骤如下：1)建立流量控制系统在稳态时的压力值P与t∈[0,T_d]的流量变化量Δq₁(t)的关系式：其中；P为管网压力值，F为变频器输出频率，Q为进出液体流量，T为环境温度，T_b为气压罐额定温度，V_b为气压罐气室额定体积，P_b为气压罐额定压力，t为时间变量，T_d为预先定义的观测时间长度，ΔF为频率扰动增量；2)以采样周期Ts为间隔对流量控制系统的流量值和变频器的输出频率进行采样，并获取流量值q(k)和输出频率f(k)，其中k为采样次数；3)并根据采样到的流量值q(k)和输出频率f(k)，建立由N个元素构成的流量值数组{q(i)}，以及变频器输出频率数组{f(i)}，其中i＝{k‑N+1,k‑N+2,...k}，N为预先设定的大于1的正整数，q(i)\i＜＝0＝0，f(i)\i＜＝0＝0；4)获取流量值数组{q(i)}的平均值并从中获取并判断是否满足：σ_q≤ε_q，来识别流量控制系统是否处于稳定状态，其中：ε_q为设定正值；5)在确定该流量控制系统处于稳定状态时，则获取变频器输出频率数组的平均值6)并将初次识别流量控制系统处于稳定状态的时刻作为t＝0时刻，并对输出频率提供一个固定的扰动量ΔF，f(mTs)＝F+ΔF，m为周期的次数；7)判断m＞M，在其不成立时，则在t＝mTs时刻，采样流量值q(m)，得到流量变化量Δq(m)＝q(m)‑Q；若成立，则令k＝k+1，继续下一次采样；8)判断在其不成立时，则将压力估计值P^g[m]及Q、F、ΔF、P_b、V_b、T和t＝mT_s代入步骤一中建立的关系式并得到对应时刻流量变化量估计值Δq^g(m)，其中m＝1,2,…,M，T_d为预先定义的观测时间长度；其中P^g[1]＝P₁^g，其中P₁^g为任意设定的压力估计值的初始值；9)再通过获取的流量变化量Δq(m)和流量变化量估计值Δq^g(m)，得到两者之间的误差序列Δ₀(m)＝|Δq(m)‑Δq^g(m)|,获取Δq(m)、Δq^g(m)的相关系数ξ(m)：分辨系数γ＝0.5；其中：Δ(min)＝0；Δ(max)＝1；10)并依据步骤9)中得到的Δq(m)、Δqg(m)的相关系数ξ(m)，并判断ξ(m)＞＝0.97是否成立；11)若步骤10)成立，则确定估计值P^g[m]为流量控制系统的实际压力值，即P＝P^g[m]为系统压力值，若步骤10)不成立，则更新变量：m＝m+1；并重新进入步骤7)；12)依据泵的运行数据(Q，P)和泵的Q‑H扬程特性具有平移特性，得出频率为F的泵的Q‑H扬程特性曲线HF；13)判断HF上的运行点r(Q，P)是否处于高效区域ABCD内，若处于高效区域ABCD内，则获取曲线HF与相似工况抛物线li1、li2的交点a，b，及其对应的流量Qmin、Qmax，若不处于高效区域ABCD内，则更新k＝k+1；进行下一次采样，并标记输出流量值和变频器输出频率的采样值为q(k)和f(k)，则重复以上步骤；14)判断min{Q‑Qmin,Qmax‑Q}≥λ(Qmax‑Qmin)是否成立，若成立，则确定流量控制系统泵处于高效运行状态，若不成立，则更新k＝k+1；进行下一次采样，并标记输出流量值和变频器输出频率的采样值为q(k)和f(k)，重复以上步骤。