[發(fā)明專利]一種基于牛頓迭代的并聯(lián)變頻恒壓供水系統(tǒng)流量檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010007856.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-02
• 公開（公告）號(hào): CN111219600B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭志輝;沈志輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號(hào): F17D3/01
• 分類號(hào): F17D3/01;F04D15/00;G05D16/00;G05D16/20;G05B13/04
• 代理公司: 溫州金甌專利事務(wù)所(普通合伙) 33237
• 代理人: 陳暉

1.一種基于牛頓迭代的并聯(lián)變頻恒壓供水系統(tǒng)流量檢測(cè)方法，其特征在于：其包括以下步驟：

步驟一、變頻器i以采樣周期為間隔采集壓力值，并將壓力值采樣標(biāo)記為p_i(k)，k為當(dāng)前采樣次數(shù)，其中i＝1，2，…，n；

步驟二、獲取變頻器i的輸出頻率f_i(k)，并建立由N個(gè)元素構(gòu)成的輸出頻率數(shù)組{f_i(j)}，并獲取輸出頻率數(shù)組{f_i(j)}的平均值以及標(biāo)準(zhǔn)差其中j＝k-N+1，k-N+2，...k，N為預(yù)先設(shè)定的大于1的正整數(shù)，f_i(j)|_j＜＝0＝0，k為當(dāng)前采樣次數(shù)；

步驟三、集中控制單元以周期T_c為間隔獲取所有變頻器的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差S_i，并根據(jù)獲取的平均值得到用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的均頻率調(diào)節(jié)量其中n為變頻器的數(shù)量；

步驟四，根據(jù)是否同時(shí)滿足max{|σ_i|}≤σ_ref和max{S_i}≤S_ref來判斷系統(tǒng)是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，其中σ_ref以及S_ref為設(shè)定的正參考值，可根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，若處于不穩(wěn)定狀態(tài)，則集中控制單元給n臺(tái)變頻器發(fā)送均頻率調(diào)節(jié)量σ_i，i＝1，2，…，n，調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并使得該系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)；

步驟五，在系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，獲取當(dāng)前系統(tǒng)的壓力值P′；并標(biāo)記此時(shí)刻為t＝0，而后集中控制單元對(duì)所有變頻器的輸出頻率施加一個(gè)固定的頻率擾動(dòng)增量ΔF；

步驟六，定義t＝mT_s時(shí)刻的流量估計(jì)值為Q^g[m]，m＝1，2，…，N，定義此時(shí)刻的水壓擾動(dòng)量估計(jì)值為Δp^g(m)，觀測(cè)限定時(shí)間為T_d，獲取

步驟七，判斷m＞N是否成立，如果成立，則此時(shí)Q^g[m]為系統(tǒng)實(shí)際流量值，即Q＝Q^g[m]；否則，則獲取t＝mT_c時(shí)刻的壓力值記為p(m)；并獲取其中為一定時(shí)間內(nèi)采集的壓力平均值；

步驟八，判斷是否成立，其中α為人為任意設(shè)定值，若不成立，集中控制單元給n臺(tái)變頻器發(fā)送均頻率調(diào)節(jié)量σ_i，i＝1，2，…，n，通過調(diào)節(jié)變頻器來使得判斷條件成立，在成立的情況下，將Q^g[m]及P′、F、ΔF、β和t＝mT_c代入求解得出Δp^g(m)；其中P′為壓力傳感器的壓力值，F(xiàn)為變頻器輸出頻率的平均值，ΔF為頻率擾動(dòng)增量，且滿足|ΔF|＝min{F_i}，i∈[1，n]，β為系數(shù)，K為彈簧式蓄能罐的彈簧剛度，S_c為彈簧式蓄能罐的截面積；

步驟九，分別獲得e(m)＝Δp(m)-Δp^g(m)和其中e(m)，e′(m)分別表示第m個(gè)采樣周期實(shí)測(cè)壓力波動(dòng)值Δp(m)與水壓擾動(dòng)量估計(jì)值Δp^g(m)兩者之間的誤差及誤差導(dǎo)數(shù)，并判斷是否同時(shí)滿足|e(m)|＜ε₁和其中ε₁，ε₂分別為設(shè)定很小的正數(shù)，若滿足，則此時(shí)Q^g[m]為系統(tǒng)實(shí)際流量值，即Q＝Q^g[m]；若不滿足，則更新變量和估計(jì)值；令m＝m+1，Q^g[m]＝Q^g[m-1]-e′[m-1]e[m-1]，并重復(fù)步驟七；

步驟十，根據(jù)以及來獲取并通過運(yùn)算獲取其中：n_i為第i臺(tái)離心泵轉(zhuǎn)速；n_j為第j臺(tái)離心泵的轉(zhuǎn)速，f為變頻器輸出頻率；S為轉(zhuǎn)差率；P為離心泵的極對(duì)數(shù)；

步驟十一，當(dāng)Q^g[m]為系統(tǒng)實(shí)際流量值，即Q＝Q^g[m]時(shí)，將Q、n和F代入獲得第i臺(tái)泵的流量Q_i。