用于泵流量和压力的直接数值3D无传感器转换器制造技术

一种泵控制器具有信号处理器，其被配置为响应信令，该信令包含关于马达速度下针对每个系统位置相对于离散马达速度的三个对应的离散阵列的信息，这三个对应的离散阵列是通过相应的数值插值从马达功率、泵压差和流率的3D离散分布表面导出的；以及确定对应的信令和所接收的信令，该对应的信令包含用于基于对应功率读数值的马达速度下的对应的泵压差和流率来控制泵、或泵系统中的泵、或泵系统的信息，该泵压差和流率是使用三个对应的离散阵列的数值插值确定的。信号处理器被配置为提供对应的信令作为控制信令以控制泵、或泵系统中的泵、或泵系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于泵流量和压力的直接数值3D无传感器转换器相关申请的交叉引用本申请要求于2016年6月7日提交的美国专利申请号62/346,808(代理卷号为911-019.027-1/F-B&G-X0027US)，其全部内容在此通过引用并入。
技术介绍
1.
本专利技术涉及一种用于控制泵的技术，更具体地，涉及一种用于控制泵系统中的泵的技术。2.相关技术的简要描述在本申请的一个或多个专利技术人在液体循环(hydronic)泵送系统无传感器控制和监测的早期工作中，在下文参考文献[1-4]开发并公开了基于泵压力、流率和马达功率关于马达速度和系统特性系数的三(3)个分布矩阵的离散数值无传感器转换器(所谓的3D无传感器转换器)。3D无传感器转换器的核心部件由从泵送系统测量的泵流率、压差和马达功率分别相对于马达速度和等效系统特性系数的三个(3)离散分布面函数、以及用于从给定马达速度和功率对导出泵压力和流率的对应值的转换过程和算法组成。在先前所公开的3D无传感器转换器中，转换过程是首先利用给定马达功率和速度值对按照马达速度和系统系数从功率表面函数导出系统系数。然后，泵压力和流率可以直接使用该马达速度和系统系数对的已知值按照马达速度和系统系数从压力和流率表面导出。双线性插值用于计算那些期望值。在高于马达速度36Hz的泵操作区域中，通过使用无传感器模型的转换精度特别令人满意，该无传感器模型使用所公开的技术引入。然而，在马达速度较低的情况下，其中随着那些表面曲率再改变一点而可能发生泵滑动，双线性反演算法可能会失去一点精度。参考文献[1-4]包括如下专利申请：[1]于2013年11月27日提交的题为“3Dsensorlessconversionmethodandapparatus”(3D无传感器转换方法和装置)的美国申请序列号14/091,795(代理卷号为911-019.009-2//F-B&G-X0005)，其要求于2013年3月1日提交但现已放弃的美国临时申请号61/771,375的权益；[2]于2014年2月24日提交的题为“AMixedTheoreticalAndDiscreteSensorlessConverterForPumpDifferentialPressureAndFlowMonitoring”(用于泵压差和流量监控的混合理论和离散无传感器转换器)的美国申请序列号14/187,817(代理卷号为911-019.010-2//F-B和G-X0008)，其要求于2013年3月19日提交但现已放弃的美国临时申请号61/803,258的权益；[3]于2014年7月24日提交的题为“SensorlessAdaptivePumpControlwithSelf-CalibrationApparatusforHydronicPumpingSystem”(用于液体循环泵浦系统的具有自校准装置的无传感器适应性泵控制)的美国申请序列号14/339,594(代理卷号为911-019.012-2//F-B&G-X0010US01)，其要求于2013年7月25日提交但现已放弃的美国临时申请序列号61/858,237的权益；[4]于2016年6月6日提交的题为“Directnumericaffinitypumpssensorlessconverter”(直接数值亲度泵无传感器转换器)的美国申请序列号15/173,781(代理卷号为911-019.020-2//F-B和G-X0020US01)，其要求于2015年6月4日提交但现已放弃的美国临时申请序列号62/170,997的权益；这些在此通过引用并入。本专利技术在本文中所述的前述相关申请中所公开的这一系列技术的基础上建立。
技术实现思路
简言之，本专利技术提供新颖的直接数值3D泵无传感器转换过程和算法，例如，通过分别使用更高阶数值插值和更直接数值转换过程，例如来提高泵系统中的泵的低速操作区域的转换精度。通过示例，可以首先通过数值插值从马达功率、泵压差和流率的3D离散分布表面分别导出马达速度下针对每个系统位置相对于离散马达速度的三(3)个对应的离散阵列。然后可以基于三(3)个对应的离散阵列通过数值插值直接获得针对对应功率读数值的速度下的泵压力和流率。转换精度得到提高，在泵正常操作液体循环区域内，误差约为5％。具体实施根据一些实施例，本专利技术可以包括例如用于泵或泵系统的控制器中的方法或装置，或采用用于泵或泵系统的控制器中的方法或装置的形式，该控制器具有信号处理器或信号处理模块，其被配置为：接收信令，其包含关于马达速度下针对每个系统位置相对于离散马达速度的三个对应的离散阵列的信息，这三个对应的离散阵列是通过相应的数值插值从马达功率、泵压差和流率的3D离散分布表面导出的；以及确定对应的信令和所接收的信令，该对应的信令包含用于基于针对对应功率读数值的马达速度下的对应的泵压差和流率来控制泵、或泵系统中的泵、或泵系统的信息，该对应的泵压差和流率是使用三个对应的离散阵列的数值插值确定的。根据一些实施例，本专利技术可以包括以下特征中的一个或多个特征：信号处理器或处理模块可以被配置为提供对应的信令作为控制信令以控制该装置，例如，装置可以采用泵、或泵的系统中的一个或多个泵、或者泵系统的形式，或包括泵、或泵的系统中的一个或多个泵、或者泵系统。举例来说，信号处理器或处理模块可以被配置为针对每个系统位置相对于离散马达速度实现马达功率、流率和泵压差的3D离散分布函数，其包括如下等式或采用如下等式的形式：以及(1.2)其中函数和分别是基于3D离散泵数据矩阵(Pij，Qij，Wij)的相对于离散马达速度ni和系统位置Cvj的二维离散数值分布函数，i＝1，2，...N，而j＝1，2，...，M。作为另一示例，信号处理器可以被配置为例如通过数值插值确定在每个离散系统位置Cvj处相对于离散马达速度ni的给定马达速度n下的离散马达功率、流率和泵压差wj，qj和pj，其分别采用如下等式的形式，其中j＝1，2，...，M：以及(2.2)其中和是基于3D离散泵数据矩阵(Pij，Qij，Wij)相对于离散马达速度ni的离散数值分布函数。作为又一示例，通过使用三(3)个离散阵列点wj，qj和pj的数值插值，马达速度n下针对马达功率w的对应的泵压力和流率可以由如下等式表示：其中和是在马达速度n下相对于对应的马达功率或w的泵压差、泵流率和系统系数数值分布函数。该装置可以包括控制器、泵控制器或配置有信号处理器或处理模块的泵系统控制器，或采用控制器、泵控制器或配置有信号处理器或处理模块的泵系统控制器的形式，信号处理器或处理模块的泵系统控制器用于控制泵、或泵系统中的一个或多个泵、或者泵系统，例如，包括液体循环泵送系统中的泵系统。该装置可以包括具有这种控制器的这种泵系统上的泵，或采用具有这种控制器的这种泵系统上的泵的形式，包括其中控制器配置有用于控制泵的信号处理器或处理模块的场合，例如，包括其中泵系统包括液体循环泵送系统或采用液体循环泵送系统的形式的场合。举例来说，信号处理器或处理模块可以包括至少一个信号处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，或采用至少一个信号处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器的形式，并且至少一个存储器和计算机程序代本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括泵控制器，所述泵控制器包括：信号处理器或处理模块，其被配置为：响应信令，所述信令包含关于马达速度下针对每个系统位置相对于离散马达速度的三个对应的离散阵列的信息，所述三个对应的离散阵列是通过相应的数值插值从马达功率、泵压差和流率的3D离散分布表面导出的；以及确定对应的信令和所接收的信令，所述对应的信令包含用于基于针对对应功率读数值的马达速度下的对应的泵压差和流率来控制泵、或泵系统中的泵、或泵系统的信息，所述对应的泵压差和流率是使用所述三个对应的离散阵列的数值插值确定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.07 US 62/346,8081.一种装置，包括泵控制器，所述泵控制器包括：信号处理器或处理模块，其被配置为：响应信令，所述信令包含关于马达速度下针对每个系统位置相对于离散马达速度的三个对应的离散阵列的信息，所述三个对应的离散阵列是通过相应的数值插值从马达功率、泵压差和流率的3D离散分布表面导出的；以及确定对应的信令和所接收的信令，所述对应的信令包含用于基于针对对应功率读数值的马达速度下的对应的泵压差和流率来控制泵、或泵系统中的泵、或泵系统的信息，所述对应的泵压差和流率是使用所述三个对应的离散阵列的数值插值确定的。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号处理器或处理模块被配置为提供所述对应的信令作为控制信令，以控制泵、或泵系统中的泵、或泵系统。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号处理器或处理模块被配置为针对每个系统位置相对于所述离散马达速度实现所述马达功率、所述流率和所述泵压差的3D离散分布函数，其包括如下等式或采用如下等式的形式：其中所述函数和分别是基于3D离散泵数据矩阵(Pij，Qij，Wij)的相对于离散马达速度ni和系统位置Cvj的二维离散数值分布函数，其中i＝1，2，...N，而j＝1，2，...，M。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述信号处理器被配置为通过数值插值确定在每个离散系统位置Cvj处相对于离散马达速度ni在给定马达速度n下的离散马达功率、流率和泵压差wj，qj和pj，其分别采用如下等式的形式，其中j＝1，2，...，M：其中和是基于所述3D离散泵数据矩阵(Pij，Qij，Wij)相对于所述离散马达速度ni的离散数值分布函数。5.根据权利要求1所述的装置，其中通过3个离散阵列点wj，qj和pj的所述数值插值，马达速度n下针对马达功率w的泵压力和流率由如下等式表示：其中和是所述马达速度n下相对于对应的马达功率或w的所述泵压差、泵流率和系统系数数值分布函数。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括至少一个存储器，其包括计算机程序代码；所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用所述信号处理器或处理模块使得所述装置至少接收所述信令并确定所述对应的信令。7.一种方法，包括：在信号处理器或处理模块中接收信令，所述信令包含关于马达速度下针对每个系统位置相对于离散马达速度的三个对应的离散阵列的信息，所述三个对应的离散阵列是通过相应的数值插值从马达功率、泵压差和流率的3D离散分布表面导出的；以及在所述信号处理器或处理模块中确定对应的信令和所接收的信令，所述对应的信令包含用于基于针对对...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·程，K·D·朔恩海特，J·J·顾，
申请(专利权)人：流体处理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US