[发明专利]一种流量控制系统泵运行区间估计方法

摘要

本发明提供一种流量控制系统泵运行区间估计方法。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的关系式并获取其斜率公式。通过对相对稳态状态下的M个点(Ts,Δq(1)),(2Ts,Δq(2)),…,(MTs,Δq(M))进行直线拟合，并得到该直线的斜率K，从而获得压力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、可靠估计。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估计，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估计方法，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为气压罐气室额定压力，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)由步骤1)中建立的关系式中获取斜率3)以采样周期Ts为间隔对流量控制系统流量值和变频器输出频率进行采样，并获取流量值q(k)和输出频率f(k)，其中k为采样次数；4)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；5)判断流量控制系统是否处于稳定状态；6)在确定流量控制系统处于稳定状态时，则获取变频器的输出频率数组的平均值7)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；8)判断m＞M是否成立，其中若不成立，则在t＝mT_s时刻，采样流量值q(m)；并得到流量变化量9)判断是否成立，若成立，则更新m＝m+1,重新进行m＞M判定；若不成立，则更新k＝k+1；并进行下一次采样，并标记输出流量值q(k)和变频器输出频率的采样值f(k)；10)若m＞M成立,则对M个点(Ts,Δq(1)),(2Ts,Δq(2)),…,(MTs,Δq(M))进行直线拟合，并得到该直线的斜率K；11)将步骤10)中获得斜率K通过步骤2)获得斜率估计出压力P；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)判断泵的Q‑H扬程特性曲线HF上的运行点r(Q，P)是否处于高效区域ABCD内；14)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，记为点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)；15)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。