[发明专利]用于使用变动等效系统特性曲线、即自适应控制曲线的泵控制的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制泵的操作的技术；并且更具体而言，本发明涉及用于控制例如用于家用和商用的加热或者冷却水系统的泵的速度的方法和装置。

背景技术

关于用于家用和商用的加热或者冷却水系统的可变速度泵控制的当前技术基于与系统差动压强相对恒定压强设置点有关的比例积分微分(PID)控制算法。一些其它控制参数也可以包括流速、功率等。以下在包括图1a和1b的图1中示意地示出典型水加热或者冷却液体循环系统。以下在图2中示意地示出用于平衡式系统的对应系统曲线和控制曲线。当前在泵控制系统中使用的恒定设置点控制方法很简单并且已经多年成功应用于冷却和加热供水应用。

然而泵控制业界近来已经指出，由于压强点设置的比用以满足当时请求的流量而实际需要的实际系统压强高得多，所以用以通过使用这一方法来运行泵而需要的很大量的操作能量被浪费，这由以上图2中的阴影区域指示。

近来，已经大量和显著地解决了关于节能和环保的问题。更多关注已经投向所有的控制应用，包括用于家用和商用的加热或者冷却水系统的泵控制。为了减少能量消耗和操作成本，可能需要对当前泵控制方法进行一些创新。

发明内容

根据一些实施例，本发明可以采用比如泵控制器的装置的形式，该装置的特性在于：至少一个处理器；至少一个包括计算机程序代码的存储器；至少一个存储器和计算机程序代码被配置用于与至少一个处理器一起使该装置至少：

对信号发送做出响应，信号发送包含关于在泵送系统中泵送的流体的瞬时压强和流速的信息，

使用自适应移动平均滤波至少部分基于瞬时压强和流速获得变动等效系统特性曲线(本文也称为自适应控制曲线)，以及

根据自适应控制曲线建立用于系统过程变量的控制设置点，以通过例如比例积分微分(PID)控制的泵控制器获得所需泵速度。

本发明的实施例也可以包括以下特征中的一个或者多个特征：该装置还可以包括：至少一个输入处理器，被配置用于使该装置至少处理包括信号发送的变量信号，该信号发送包含关于在泵送系统中泵送的流体的瞬时压强和流速的信息；或者至少一个输出处理器，被配置用于使该装置至少根据自适应控制曲线至少部分基于用于系统过程变量的控制设置点提供泵电机驱动速度信号；或者其组合。自适应控制曲线SAMA_t可以例如至少部分基于系统流量等式：

SAMAt=AMAF(Qt/ΔPt),]]>

其中函数AMAF是自适应移动平均滤波(AMAF)，并且参数Q和ΔP分别是系统流速和差动压强。至少一个存储器和计算机程序代码可以例如被配置用于与至少一个处理器一起使该装置至少关于瞬时流速或者移动平均流速根据自适应控制曲线获得最优控制压强设置点为：

SP_t＝MA(Q_t)/SAMA_t，

其中函数MA是移动平均滤波(MA)。自适应移动平均滤波函数可以例如包括分别使用移动平均滤波函数(MA)或者自适应移动平均滤波函数以获得变动等效系统曲线或者自适应控制曲线以及现在已知或者将来以后开发的其它类型或者种类的滤波函数。至少一个存储器和计算机程序代码也可以例如被配置用于与至少一个处理器一起使该装置至少使用具有根据自适应控制曲线获得的瞬时系统压强相对设置点的PID控制来获得泵速度。至少一个存储器和计算机程序代码也可以例如被配置用于与至少一个处理器一起使该装置至少在自适应控制曲线的开始处包括阈值以适应泵初始速度。该装置可以例如形成如下PID控制器的部分，该PID控制器包括对在这样的加热和冷却水系统以及现在已知或者将来以后开发的其它类型或者种类的流体处理系统中的使用。举例而言，该装置可以例如形成初级控制系统或者次级控制系统的部分。用于获得自适应控制曲线的信号发送可以例如包括输入处理控制信号，输入处理控制信号包含关于系统或者区段压强或者差动压强以及系统或者区段流速、或者包括作为功率或者转矩的其它衍生信号的信息。