用于液体循环泵送系统的具有自校准装置的无传感器自适应泵控制的制作方法_2

文档序号:9756556阅读:来源:国知局
和使用离散数值方案重 新构造和重新映射的对应的马达功率和速度的与栗压力和流量相关联的等效液体循环系 统特性。
[0029]以示例的方式,信号处理器或处理模块可以包括至少一个处理器和包括计算机程 序代码的至少一个存储器,或者采取其形式,并且至少一个存储器和计算机程序代码被配 置成与至少一个处理器一起引起信号处理器或处理模块至少接收信令(或者,例如,相关联 的信令)和确定出自适应压力设定点。信号处理器或处理模块可以被配置成合适的计算机 程序代码,以便实施合适的信号处理算法和/或功能,与这里所阐述的一致。
[0030] 装置可以包括栗控制或控制器或者采取其形式,其包括PID控制,具有信号处理器 或信号处理模块,例如包括用于监测栗差动压力和流量。
[0031] 根据一些实施例,本发明可以采取一种包括以下步骤的方法的形式:在信号处理 器或处理模块中接收含有如下信息的信令,信息关于:使用自适应移动平均过滤器至少部 分基于瞬时栗压力和流量的自适应或自校准的设定点控制曲线和变化的等效系统特性曲 线,和使用离散数值方案重新构造和重新映射的对应的马达功率和速度的与瞬时栗压力和 流量相关联的等效液体循环系统特性;和在信号处理器或处理模块中,至少部分基于接收 到的信令,确定出自适应压力设定点。
[0032] 方法可以包括从信号处理器或处理模块提供含有关于确定的自适应压力设定点 的信息的对应的信令,包括其中对应的信令含有用来控制栗送液体循环系统的信息。
[0033] 本发明还可以例如采取具有计算机可读介质的计算机程序产品的形式,计算机可 读介质中内嵌有用于例如当在形成这样的栗控制器的一部分的信令处理设备上运行时实 施该方法的计算机可执行代码。以示例的方式,计算机程序产品可以例如采取CD、软盘、存 储棒、存储卡以及其他类型或种类的存储设备的形式,它们可以将这样的计算机可执行代 码存储在或者现在已知的或者将来以后开发的这样的计算机可读介质上。
【附图说明】
[0034] 附图包括以下图,其不一定按比例绘制:
[0035]图1包括图IA和图1B,其中图IA是具有本领域已知的动态液体循环分布系统的栗 控制系统的图;并且其中图IB是本领域已知的水增压栗送系统的图。
[0036]图2是流量Q(gpm)对压力P(Ft或psi)的图表,示出了基于自适应线性控制曲线以 及系统曲线相对于所请求的流量(f计算出的自适应压力设定点P'
[0037]图3是流量Q(gpm)对压力P(Ft或psi)的图表,示出了栗、系统和功率特性曲线及稳 态压力均衡点。
[0038]图4是马达功率(HP)的分别相对于马达速度(Hz)和等效系统特性(Cv)的3D离散分 布函数。
[0039] 图5是根据本发明的一些实施例的例如具有被配置用于实施信号处理功能的信号 处理器或处理模块的装置的方框图。
【具体实施方式】
[0040] 本发明提供了使用具有无传感器转换器的自适应栗送控制的集成栗控制技术或 部件来制定用于液体循环栗送系统的无传感器自适应栗送控制系统、技术或部件而不需要 流量计和压力传感器。随后,也可以提供针对无传感器自适应栗送控制系统的自校准方案 以使得控制系统在有需要时自动地重新校准。因此可以为任何未知液体循环栗送系统实现 自校准无传感器自适应栗控制技术或部件以用于以节省栗操作能量并降低维护成本。
[0041 ] 无传感器自适应栗送控制
[0042]以示例的方式,在图IA和图2中示意性地图示了具有通过控制阀调节的流量的用 于未知液体循环栗送系统的线性自适应栗送控制系统。在控制中,相对于由系统控制阀所 请求的系统流量(f的自适应压力设定点K因此被具体地基于线性自适应控制曲线和系统曲 线计算出,与美国专利号8,700,221(代理人案卷号911-019.001-1/作-8&6-1001)以及前述 申请序列号13/717,086$-8&610001//911-19.4)中所阐述和公开的一致,如下 :
(1 )
[0044]其中所请求的流量f (t)可以被写为:
,(2 )
[0046]其中r = bQ/PQ是压力偏移bo与恒定压力设定点Po的比率,Cv(t)是瞬时系统曲线,
是自适应最大流量,并且
是对应的最大系统曲线。优选地,GmaxSgD 可以通过使用移动峰值检测器而得到。
是由在流动方程
上应用移动平均过滤器而得到的自适应控制曲线。
[0047]自适应压力设定点K的替代方案也可以在方程2中直接由线性控制曲线连同所请 求的流量如下地得到:
, (3)
[0049] 其中α是分别当α = 1时被限定为线性控制曲线并且当α = 2时被限定为二次控制曲 线的控制曲线设定参数。
[0050] 方程1或3可以被用来计算出自适应压力设定点P'每当可能有出现在系统中的流 量时并且如果系统流量通过控制阀调节的话。系统压力接着可以在PID控制下在自适应压 力设定点处被重新平衡,该自适应压力设定点被理解为自适应线性或二次控制曲线与系统 曲线的相交或压力均衡点。
[0051] 然而,对于通过系统特性可以是恒定的循环器调节的流量而言,方程(3)可以直接 使用只要所请求的流量被相应地提供,与前述申请序列号13/717,086(F-B&G-X0001//911-19.4)以及美国临时申请序列号62/007,474(代理人案卷号911-019.015-1//F-B&G-X0013) 中所公开的一致。
[0052] 为了通过利用方程1或3计算出自适应压力设定点,可能首先需要通过使用流动方 程得到瞬时系统曲线Cv(t)。对于这一点,可能需要知道在任何瞬时时间的系统压力和流 量,其可以通过使用流量计以及相应的压力传感器来实现。然而,在一些液体循环系统中, 系统流量可能归因于流量计、压力传感器或两者的缺乏而不是总是可得到的。对于这一点, 在这里可以利用并最佳地采用前述美国申请序列号14/091,795(代理人案卷号911- 019.009-2//^-8&610005)和/或美国临时申请序列号61/976,749(代理人案卷号911_ 019.014- 1//F-B&G-X0012)中所开发的无传感器技术或部件,以基于诸如速度、扭矩、功率 或电流额定值等的马达操作变量来估计出系统流量和压力。
[0053] 利用该背景,在当前申请中,自适应线性栗送控制与无传感器技术或部件集成到 一起,以提供用于自适应栗送控制的替代方式而不需要流量计和/或压力传感器。例如,图3 图示出用于无传感器技术或部件的关于马达速度和功率的栗与系统液体循环特性关系,其 中处于给定速度和功率的栗差动压力曲线在均衡点处被平衡至系统特性曲线。为了通过使 用方程1连同2来计算出自适应压力设定点,可能需要首先通过使用无传感器转换器技术或 部件来得到瞬时系统曲线C v(t)。有几种已开发的无传感器转换器,例如,包括美国申请序 列号 14/091,795(代理人案卷号 911-019.009-2//F-B&G-X0005)、美国申请序列号 14/187, 817(代理人案卷号911-019.010-2//F-B&G-X0008)和美国临时申请序列号61/976,749(代 理人案卷号911-019.014-1//F-B&G-X0012)中所公开的。这里所引入的方案中的一个是基 于功率、栗差动压力和流量校准数据的3分布函数的3D离散无传感器转换器。另一个是仅基 于栗特性曲线和其对应的功率曲线的最佳拟合度方案。
[0054] 在例如美国申请序列号14/091,795(代理人案卷号911-019.009-2//F-B&G-X0005)中
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