[发明专利]一种天然气管道分输电动调节阀的控制设备及其方法

权利要求书

1.一种天然气管道分输电动调节阀的控制设备，其特征在于，包括数据采集装置、数据处理器、控制装置和输出器；

其中，所述数据采集装置用于通过PLC控制站采集的现场数据；

所述数据处理器用于对所述现场数据进行数据滤波，得到实时数据；

所述控制装置用于根据所述实时数据和控制参数，得到电动调节阀的控制量；

所述输出器根据所述电动调节阀的控制量对所述电动调节阀的控制量限幅或限流后，通过所述PLC控制站控制所述电动调节阀的阀位开度。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制装置包括计算调节阀出口压力值单元、计算辨识参数单元、计算阶跃响应系数和系数矩阵单元、计算期望压力轨迹单元、计算开环预测输出单元和计算调节阀阀位开度增量单元；

所述计算调节阀出口压力值单元根据当前时刻内多个所述现场数据的电动调节阀的出口压力采样值，计算得到当前时刻的调节阀出口压力值、上一时刻的调节阀出口压力值和上两时刻的调节阀出口压力值；

所述计算辨识参数单元根据所述上一时刻的调节阀出口压力、所述上两时刻的调节阀出口压力、上一时刻的调节阀阀位开度增量、上两时刻的调节阀阀位开度增量、上三时刻的调节阀阀位开度增量和所述遗忘因子，计算得到当前时刻的辨识参数；

所述计算阶跃响应系数和系数矩阵单元根据所述当前时刻的辨识参数和所述预测步长，计算得到阶跃响应系数和系数矩阵；

所述计算期望压力轨迹单元根据所述当前时刻的调节阀出口压力值、所述调节阀出口参考压力和所述柔化因子，计算得到期望压力轨迹；

所述计算开环预测输出单元根据所述当前时刻调节阀出口压力值、所述上一时刻的调节阀阀位开度增量、所述上两时刻的调节阀阀位开度增量、所述上三时刻的调节阀阀位开度增量、所述预测步长和所述阶跃响应系数，计算得到开环预测输出；

所述计算调节阀阀位开度增量单元根据所述系数矩阵、所述期望压力轨迹和所述开环预测输出，计算得到当前时刻的调节阀阀位开度增量，根据上一时刻电动调节阀的控制量和所述当前时刻的调节阀阀位开度增量，计算得到当前时刻的电动调节阀的控制量。

3.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制装置包括计算调节阀出口压力值单元、计算偏差值单元、计算偏差变化率单元、计算积分系数单元、计算比例增益值单元、计算调节阀阀位开度增量单元和计算电动调节阀的控制量单元；

所述计算调节阀出口压力值单元根据一个时刻内多个所述电动调节阀的出口压力采样值，分别计算得到当前时刻的调节阀出口压力值、上一时刻的调节阀出口压力值、上两时刻的调节阀出口压力值和当前时刻的调节阀入口压力值；

所述计算偏差值单元根据所述当前时刻的调节阀出口压力值、所述上一时刻的调节阀出口压力值、所述上两时刻的调节阀出口压力值、所述调节阀出口参考压力，分别计算得到当前时刻的偏差值、上一时刻的偏差值和上两时刻的偏差值；

所述计算偏差变化率单元根据所述当前时刻的偏差值、所述上一时刻的偏差值和所述上两时刻的偏差值，分别得到当前时刻偏差变化率和上一时刻偏差变化率；

所述计算积分系数单元根据所述当前时刻的偏差值、所述动态积分作用上限阈值和所述动态积分作用下限阈值、计算积分系数；

所述计算比例增益值单元根据调节阀入口参考压力、所述当前时刻的调节阀入口压力值和所述初始比例增益值、计算得到调整后的比例增益值；

所述计算调节阀阀位开度增量单元根据所述调整后的比例增益值、所述当前时刻的偏差值、所述上一时刻的偏差值、所述积分时间、所述积分系数、所述微分时间、所述当前时刻偏差变化率和所述上一时刻偏差变化率，计算得到当前时刻的调节阀阀位开度增量，根据所述衰减因子、所述当前时刻的调节阀阀位开度增量和上一时刻的调节阀阀位开度增量，计算得到调整后的当前时刻的调节阀阀位开度增量；

所述计算电动调节阀的控制量单元根据上一时刻电动调节阀的控制量和所述调整后的当前时刻的调节阀阀位开度增量，计算得到所述当前时刻的电动调节阀的控制量。