本发明专利技术涉及通用机械水力性能优化技术领域，尤其涉及一种离心泵前置导叶的自动调节方法及其装置。本发明专利技术提供一种离心泵前置导叶的自动调节方法，首先编码后的离心泵与前置导叶整体性能数据样本写入计算机并导入单片机控制单元中；其次通过流量检测单元和角度传感器分别获取当前离心泵流量及导叶开度并将其传输至单片机控制单元中；再者采用Kriging插值计算模块预测当前离心泵流量下的水力性能并通过优化算法模块确定最优导叶开度；最后基于当前导叶开度与最优导叶开度的差值，采用PID控制模块控制步进电机来达到最优导叶开度；基于Kriging算法构建自动反馈调节的导叶开度控制机构，使得控制离心泵处于最优工况，达到运行节能。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及通用机械水力性能优化
，尤其涉及一种离心泵前置导叶的自动调节方法及其装置。本专利技术提供一种离心泵前置导叶的自动调节方法，首先编码后的离心泵与前置导叶整体性能数据样本写入计算机并导入单片机控制单元中；其次通过流量检测单元和角度传感器分别获取当前离心泵流量及导叶开度并将其传输至单片机控制单元中；再者采用Kriging插值计算模块预测当前离心泵流量下的水力性能并通过优化算法模块确定最优导叶开度；最后基于当前导叶开度与最优导叶开度的差值，采用PID控制模块控制步进电机来达到最优导叶开度；基于Kriging算法构建自动反馈调节的导叶开度控制机构，使得控制离心泵处于最优工况，达到运行节能。【专利说明】一种离心泵前置导叶的自动调节方法及其装置
本专利技术涉及通用机械水力性能优化
，尤其涉及一种离心栗前置导叶的自动调节方法及其装置，具体涉及一种能在不稳定工况条件下自动实时地进行叶栅开度控制的离心栗前置导叶的自动调节方法及其装置。
技术介绍
栗作为一种通用机械，其应用范围极为广泛但也同时消耗大量的能源。而离心栗则因其对流量及输送介质的适应性强、体积小、结构简单、操作容易且费用低廉等优点，广泛应用于工业和农业领域。但是，在地面的实际工程中，由于流动管网系统设计不合理、栗机组系统(栗组以及其驱动系统)选型不当或工作参数(如油气物性、流量、压力等)因生产系统经过长期运行已经发生较大变化等原因，会使得离心栗低效地运行于非最优工况区。对于离心栗而言，由于自身结构上的原因无法制成可调叶片，因而需要采用节流调节、变速调节、前置导叶或其它调节方式。对于前置导叶调节，通常做法是在离心栗叶轮进口前加装前置导流叶栅，并通过改变前置导流叶栅的角度及开度来调节叶片栗自身的特性，使得栗特性与管网特性匹配良好，达到调节运行工况点，进而实现节能运行的目的。但是，目前对于叶栅开度的调整多依赖经验进行人工调节，无法实现在不同工况下自动实时地进行叶栅开度控制，进而很大程度上限制了该调节方式。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是解决现有的叶栅开度的调整需依赖经验进行人工调节，自动化程度低，无法实现在不同工况下自动实时地进行叶栅开度控制的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种离心栗前置导叶的自动调节方法，如下步骤:S1、通过模型试验或数值模拟得到离心栗与前置导叶整体性能数据样本，将数据样本编码后写入计算机；S2、将编码后的数据样本通过计算机烧录或导入单片机控制单元中；S3、通过流量检测单元和角度传感器分别获取当前离心栗流量及导叶开度信息，并将此信息传输至单片机控制单元中；[0012I S4、单片机控制单元采用Kriging插值计算模块预测当前离心栗流量下的不同导叶开度时的水力性能，并通过优化算法模块确定最优导叶开度；S5、基于当前导叶开度与最优导叶开度的差值，单片机控制单元采用PID控制模块来控制步进电机，从而带动导叶传动机构转动，直至达到最优导叶开度为止。其中，在步骤SI中，所述离心栗与前置导叶整体性能数据样本为离心栗在不同导叶开度下的水力性能曲线数据离散点。其中，在步骤S4中，所述优化算法为二分法。本专利技术还提供了一种离心栗前置导叶自动调节装置，该离心栗前置导叶自动调节装置包括流量检测单元、单片机控制单元及导叶传动机构，所述单片机控制单元包括Kriging插值计算模块、优化算法模块及PID控制模块;所述流量检测单元用于获取当前离心栗流量信息，并将其传输至所述Kriging插值计算模块中；所述Kriging插值计算模块预测所述当前离心栗流量下的不同导叶开度时的水力性能，并通过所述优化算法模块确定最优导叶开度;基于当前导叶开度与所述最优导叶开度的差值，所述PID控制模块控制步进电机带动所述导叶传动机构转动，直至达到所述最优导叶开度。其中，该离心栗前置导叶自动调节装置还包括与所述PID控制模块电连接的角度传感器，所述角度传感器用于获取当前离心栗的导叶开度并将其传输至所述PID控制模块中。其中，该离心栗前置导叶自动调节装置还包括计算机，所述计算机将编码后的离心栗与前置导叶整体性能数据样本导入到所述单片机控制单元中。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点:本专利技术提供的一种离心栗前置导叶的自动调节方法，首先通过模型试验或数值模拟得到离心栗与前置导叶整体性能数据样本，将数据样本编码后写入计算机，并烧录或导入单片机控制单元中；其次，通过流量检测单元和角度传感器分别获取当前离心栗流量及导叶开度信息，并将此信息传输至单片机控制单元中；再者，采用Kriging插值计算模块预测当前离心栗流量下的不同导叶开度时的水力性能，并通过优化算法模块确定最优导叶开度;最后，基于当前导叶开度与最优导叶开度的差值，采用PID控制模块控制步进电机来带动导叶传动机构转动，直至达到最优导叶开度为止;结合Kriging算法、优化算法及离心栗前置导叶的机械调节装置，构建自动反馈调节的导叶开度控制机构，能在不同工况下对导叶开度进行实时最优控制，调节所需时间短，调节流量效果好，进而达到运行节能的目的，也有利于节约人力资源。【附图说明】图1是本专利技术实施例一种离心栗前置导叶自动调节方法的控制原理图；图2是本专利技术实施例一种离心栗前置导叶自动调节装置的连接示意图。图中:1:计算机；2:单片机控制单元；3:角度传感器;4:步进电机;5:导叶传动机构;6:流量监测单元。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本实施例中，Kriging插值的中文为克里金或克里格插值，Kriging法是通过一组具有z值的分散点生成估计表面的高级地统计过程。Kriging插值不仅具有产生预测表面的功能，而且能够对预测的确定性或准确性提供某种度量。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种离心栗前置导叶的自动调节方法，具体如以下步骤:S1、通过模型试验或数值模拟得到离心栗与前置导叶整体性能数据样本，将数据样本编码后写入计算机;其中，数据样本为反映离心栗与前置导叶的整体水力性能的数据点，如流量、理论扬程及水力效率等；S2、将编码后的数据样本通过计算机烧录或数据线等方式导入单片机控制单元2中；S3、通过流量检测单元6和角度传感器3分别获取当前离心栗流量及导叶开度信息，并将此信息传输至单片机控制单元2中；S4、基于步骤SI中的离心栗整体性能的数据参考点，单片机控制单元采用Kriging插值计算模块预测步骤S2中在当前离心栗流量下的不同导叶开度时的水力性能，即获取当前流量工况下导叶处于不同转角位置时离心栗整体水力性能的数值模型(性能与开度模型)，并通过优化算法模块确定最优导叶开度;优选地，在本实施例中，通过简单二分搜索得到当前离心栗流量下的最优导叶开度;通常情况下，通过模型试验只能获得一部分的数据，只能得到离散的开度，如5度、10度或15度等，但是最优的导叶开度有可能出现在12度；K本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离心泵前置导叶的自动调节方法，其特征在于，如下步骤：S1、通过模型试验或数值模拟得到离心泵与前置导叶整体性能数据样本，将数据样本编码后写入计算机；S2、将编码后的数据样本通过计算机烧录或导入单片机控制单元中；S3、通过流量检测单元和角度传感器分别获取当前离心泵流量及导叶开度信息，并将此信息传输至单片机控制单元中；S4、单片机控制单元采用Kriging插值计算模块预测当前离心泵流量下的不同导叶开度时的水力性能，并通过优化算法模块确定最优导叶开度；S5、基于当前导叶开度与最优导叶开度的差值，单片机控制单元采用PID控制模块来控制步进电机，从而带动导叶传动机构转动，直至达到最优导叶开度为止。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张永学，周鑫，徐畅，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11
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