气动调节阀的自动控制系统及其方法技术方案

公开了一种气动调节阀的自动控制系统及其方法

【技术实现步骤摘要】
气动调节阀的自动控制系统及其方法


[0001]本公开涉及自动控制领域，且更为具体地，涉及一种气动调节阀的自动控制系统及其方法
。

技术介绍

[0002]气动调节阀是一种利用压缩气体作为动力源，通过气缸作为执行器，并借助于阀门定位器
、
转换器
、
电磁阀
、
保位阀
、
储气罐
、
气体过滤器等附件来驱动阀门的设备
。
它可以实现开关量或比例式的调节，接收工业自动化控制系统的信号，从而完成对管道介质的流量
、
压力
、
温度
、
液位等各种工艺过程参数的调节
。
[0003]然而，在传统的气动调节阀控制系统中，通常使用固定的控制策略和参数来调节阀门的开度，以维持管道内的压力
。
这种固定的控制策略缺乏实时感知和响应能力，无法根据实际情况自动调整阀门的开度，从而无法适应管道内介质流速的变化和管道系统的动态特性，导致控制效果不佳，影响了系统的稳定性和控制精度
。
并且，传统控制系统通常依赖操作人员的经验和判断来进行调节和干预，导致对于外部扰动（如管道介质的波动
、
压力的突变等）的抗干扰能力较弱
。
一旦发生扰动，系统的控制响应可能不及时或产生过度调节，导致流体流量和压力的波动
。
[0004]因此，期望一种气动调节阀的自动控制系统
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本公开提出了一种气动调节阀的自动控制系统及其方法，其可以自动控制气动执行器以调节阀门的开度，从而实现对流体流速和管道压力的自适应控制，确保管道流体的稳定性和可靠性
。
[0006]根据本公开的一方面，提供了一种气动调节阀的自动控制系统，其包括：数据采集模块，用于获取预定时间段内多个预定时间点的管道介质的流速值，以及所述多个预定时间点的管道压力值；参数时序排列模块，用于将所述多个预定时间点的管道介质的流速值和所述多个预定时间点的管道压力值分别按照时间维度排列为流速时序输入向量和压力时序输入向量；流速
‑
压力时序特征交互模块，用于对所述流速时序输入向量和所述压力时序输入向量进行时序交互关联特征分析以得到流速
‑
压力间时序交互特征；以及气动执行器控制模块，用于基于所述流速
‑
压力间时序交互特征，确定当前时间点的管道压力值应增大或减小，并控制气动执行器
。
[0007]根据本公开的另一方面，提供了一种气动调节阀的自动控制方法，其包括：获取预定时间段内多个预定时间点的管道介质的流速值，以及所述多个预定时间点的管道压力值；将所述多个预定时间点的管道介质的流速值和所述多个预定时间点的管道压力
值分别按照时间维度排列为流速时序输入向量和压力时序输入向量；对所述流速时序输入向量和所述压力时序输入向量进行时序交互关联特征分析以得到流速
‑
压力间时序交互特征；以及基于所述流速
‑
压力间时序交互特征，确定当前时间点的管道压力值应增大或减小，并控制气动执行器
。
[0008]根据本公开的实施例，其首先获取预定时间段内多个预定时间点的管道介质的流速值，以及所述多个预定时间点的管道压力值，接着，将所述多个预定时间点的管道介质的流速值和所述多个预定时间点的管道压力值分别按照时间维度排列为流速时序输入向量和压力时序输入向量，然后，对所述流速时序输入向量和所述压力时序输入向量进行时序交互关联特征分析以得到流速
‑
压力间时序交互特征，最后，基于所述流速
‑
压力间时序交互特征，确定当前时间点的管道压力值应增大或减小，并控制气动执行器
。
这样，可以实现对流体流速和管道压力的自适应控制，确保管道流体的稳定性和可靠性
。
[0009]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚
。
附图说明
[0010]包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例
、
特征和方面，并且用于解释本公开的原理
。
[0011]图1示出根据本公开的实施例的气动调节阀的自动控制系统的框图
。
[0012]图2示出根据本公开的实施例的气动调节阀的自动控制系统中所述流速
‑
压力时序特征交互模块的框图
。
[0013]图3示出根据本公开的实施例的气动调节阀的自动控制系统中所述气动执行器控制模块的框图
。
[0014]图4示出根据本公开的实施例的气动调节阀的自动控制方法的流程图
。
[0015]图5示出根据本公开的实施例的气动调节阀的自动控制方法的架构示意图
。
[0016]图6示出根据本公开的实施例的气动调节阀的自动控制系统的应用场景图
。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图对本公开实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显而易见地，所描述的实施例仅仅是本公开的部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本公开实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，也属于本公开保护的范围
。
[0018]如本公开和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和
/
或“该”等词并非特指单数，也可包括复数
。
一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素
。
[0019]以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例
、
特征和方面
。
附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件
。
尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图
。
[0020]另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节
。
本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施
。
在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法
、
手段
、
元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨
。
[0021]针对上述技术问题，本公开的技术构思为通过实时监测采集管道介质的流速值和管道压力值，并在后端引入数据处理和分析算法来进行管道介质的流速值和管道压力值的时序关联分析，以此来根据实际情况自动控制气动执行器以调节阀门的开度，从而实现对流体流速和管道压力的自适应控制，确保管道流体的稳定性和可靠性
。
[0022]图1示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种气动调节阀的自动控制系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于获取预定时间段内多个预定时间点的管道介质的流速值，以及所述多个预定时间点的管道压力值；参数时序排列模块，用于将所述多个预定时间点的管道介质的流速值和所述多个预定时间点的管道压力值分别按照时间维度排列为流速时序输入向量和压力时序输入向量；流速
‑
压力时序特征交互模块，用于对所述流速时序输入向量和所述压力时序输入向量进行时序交互关联特征分析以得到流速
‑
压力间时序交互特征；以及气动执行器控制模块，用于基于所述流速
‑
压力间时序交互特征，确定当前时间点的管道压力值应增大或减小，并控制气动执行器
。2.
根据权利要求1所述的气动调节阀的自动控制系统，其特征在于，所述流速
‑
压力时序特征交互模块，包括：上采样单元，用于分别对所述流速时序输入向量和所述压力时序输入向量进行基于线性插值的上采样以得到上采样流速时序输入向量和上采样压力时序输入向量；参数时序特征提取单元，用于通过基于深度神经网络模型的时序特征提取器分别对所述上采样流速时序输入向量和所述上采样压力时序输入向量进行时序特征提取以得到流速时序特征向量和压力时序特征向量；以及流速
‑
压力时序特征交互关联编码单元，用于对所述流速时序特征向量和所述压力时序特征向量进行特征交互关联编码以得到流速
‑
压力间时序交互特征向量作为所述流速
‑
压力间时序交互特征
。3.
根据权利要求2所述的气动调节阀的自动控制系统，其特征在于，所述基于深度神经网络模型的时序特征提取器为基于一维卷积层的时序特征提取器
。4.
根据权利要求3所述的气动调节阀的自动控制系统，其特征在于，所述流速
‑
压力时序特征交互关联编码单元，用于：使用特征间注意层对所述流速时序特征向量和所述压力时序特征向量进行基于注意力机制的特征交互以得到所述流速
‑
压力间时序交互特征向量
。5.
根据权利要求4所述的气动调节阀的自动控制系统，其特征在于，所述气动执行器控制模块，包括：管道压力检测单元，用于将所述流速
‑
压力间时序交互特征向量通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示当前时间点的管道压力值应增大或减小；以及气动执行器调控单元，用于基于所述分类结果，控制气动执行器
。6.
根据权利要求5所述的气动调节阀的自动控制系统，其特征在于，还包括用于对所述基于一维卷积层的时序特征提取器
、
所述特征间注意层和所述分类器进行训练的训练模块
。7.
根据权利要求6所述的气动调节阀的自动控制系统，其特征在于，所述训练模块，包括：训练数据采集单元，用于获取训练数据，所述训练数据包括预定时间段内多个预定时间点的管道介质的训练流速值
、
训练管道压力值，以及，所述当前时间点的管道压力值应增大或减小的真实值；训练参数时序排列单元，用于将所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：季煜程，季晋民，李策，金芳灿，
申请(专利权)人：滨特尔集团有限公司，
类型：发明
国别省市：