[发明专利]用于轴流压缩系统变工况的可调导/静叶控制器及方法

权利要求书

1.一种用于轴流压缩系统变工况的可调导/静叶控制方法，其特征在于，包括步骤：

A)控制器实时采集的压气机进出口相关信号，经A/D端口输入控制器；

B)控制器内的嵌入式操作系统及32位信号处理器，在线实时计算当前角度的效率值及进行算法分析；

C)采用双向比较寻优算法获得导叶和静叶角度改变的方向，并将改变角度信号从D/A端口输至步进电机1或2；

D)步进电机1或2分别控制导叶和静叶的安装角的变化，调节导/静叶的角度，实现效率寻优。

2.如权利要求1所述的可调导/静叶控制方法，其特征在于，所述压气机的进出口相关信号，为压气机进出口静压，出口总压，及压气机的转速、扭矩。

3.如权利要求1或2所述的可调导/静叶控制方法，其特征在于，所述压气机的进出口相关信号、寻优后的效率，通过液晶显示屏直观的观察到不同工况点的当前效率以及寻优后的效率，压比，流量系数，转速，扭矩信号。

4.如权利要求1所述的可调导/静叶控制方法，其特征在于，由于压缩系统每次开机并非是工作在同一个工况点，使得上次的角度无法检测，以至于无法进行相应的调节，控制器使用掉电信息存储模块保存每次掉电时，导/静叶的当前位置，在下次开机时，自动进行复位操作。

5.如权利要求1所述的可调导/静叶控制方法，其特征在于，由于工业上压缩系统大部分时间工作在非设计工况，使得其效率会下降，A)步中控制器实时采集压气机的进出口相关信号，包括采集非设计工况的相关参数：进口壁面静压、出口壁面静压、出口总压、转速和扭矩信号，通过双向寻优比较算法分析，以对压气机的效率进行优化。

6.如权利要求1所述的可调导/静叶控制方法，其特征在于，所述A)步中控制器实时采集压气机的进出口相关信号，与压气机特性无关，该控制器适合满足信号测量需求的任何带可调导/静叶的压缩系统，从节能减排的角度出发，具有广泛的应用前景。

7.如权利要求1所述的可调导/静叶控制方法，其特征在于，所述B)步中控制器的信号处理器，型号为NXP的LPC1769FBD100，为第二代Cortex-M3内核，运行速度120MHz，8通道12位的模数转换器(ADC)速度达到400K，并支持DMA传输，具有实时处理能力，体积小，运算精度高，在实际复杂的运行环境中取代计算机的作用。

8.如权利要求1所述的可调导/静叶控制方法，其特征在于，所述C)步中寻优算法，包括步骤：

C1首先通过初始采集(v1v2v3v4v5)5路信号：进口壁面静压、出口壁面静压、出口总压、转速和扭矩信号，算出初始效率值η₀，

C2然后，控制器给电机驱动器转速信号，导叶的角度调整到-5°，

C3内循环静叶改变角度，并通过控制算法计算相应角度所对应的效率值：

(1)如果叶片角度+1°之后的效率η₁＞η₀，则继续向相同的方向改变角度，直到η_i＜η_i-1，并输出η_i-1以及该效率下的叶片角度值。

(2)如果叶片角度+1°之后的效率η₁＜η₀，这叶片角度转到初始角度，并且向相反的方向改变角度，直到η_i＜η_i-1，并输出η_i-1以及该效率下的叶片角度值。

(3)在第2中情况下，如果向相反的方向转动1°之后，η₁仍然小于η₀，这时回到初始角度，而且η₀被认为是该工况点最大效率。

9.一种如权利要求1所述的可调导/静叶控制方法使用的控制器，其特征在于，包括信号处理器、信号采集模块，驱动控制模块，掉电信息存储模块，液晶显示屏；其中，控制器的信号处理器，分别与信号采集模块，驱动控制模块，掉电信息存储模块双向通讯，控制器与液晶显示屏电连接，并将相关信号数据传输至液晶显示屏显示；驱动控制模块经D/A端口分别与步进电机1或2电连接。