[发明专利]一种基于牛顿法的小流量在线检测方法

权利要求书

1.一种基于牛顿法的小流量在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）以采样周期T_s为间隔对供水系统管网的水压值和变频器输出频率进行采样，将第一次采样值标记为p(1)和f(1)；当前采样次数为k，令k=1；

（2）建立由M个元素构成的水压值数组{p(i)}，以及变频器输出频率数组{f(i)}，其中i={k-M+1,k-M+2,...k}，M为预先设定的大于1的正整数，k为当前采样次数；p(i)|_i<=0=0，f(i)|_i<=0=0；

（3）判断供水系统是否处于稳定状态；如果是，进入步骤（4）；否则，供水系统处于不稳定状态，则转入步骤（11）；

（4）求解水压值的平均值以及变频器输出频率的平均值F‾=1MΣi=k-m+1kf(i);]]>

（5）标记当前时刻为t=0时刻，给变频器输出频率一个固定的任意扰动□F；

（6）定义Q^g[m]为t=mT_s时刻的流量估计值，□p^g(m)为对应的水压扰动量估计值；其中m=1,2,…,N，T_d为预先定义的观测时间长度；令m＝1，e(0)=0，其中为任意设定的流量估计值的初始值；

（7）判断mT_s>T_d是否成立，如果成立，则转入步骤（11）；否则，计算

（8）判断是否成立，如果不成立，则转入步骤（11）；否则，将流量估计值Q^g[m]及t=mT_s、□F、P_b、V_b、T_b和T代入公式求解得出□p^g(m)；

其中，P_b为供水系统气压罐额定压力值,V_b为供水系统气压罐气室额定体积,T_b为供水系统气压罐额定温度；T为环境温度；

（9）分别求出判断是否同时满足|e(m)|<ε₁和|e′(m)|<ε₂；其中ε₁和ε₂分别为预先设定的正数；如果是，则进入步骤（10）；

否则，更新变量和估计值，令m=m+1；

令Q^g[m]=Q^g[m-1]-e′[m-1]e[m-1]，返回步骤（7）；

（10）判断是否成立；其中，为预先设定的小流量运行状态对应的最大流量值；如果成立，则Q^g[m]就是系统流量值，退出；否则，进入步骤（11）；

（11）令k=k+1；在本次采样周期结束后，进行下一次采样，并标记水压值和变频器输出频率的采样值为p(k)和f(k)；返回步骤（2）。

2.根据权利要求1所述的基于牛顿法的小流量在线检测方法，其特征在于，所述稳定状态的定义为：

计算数组{p(i)}的标准差以及数组{f(i)}的标准差判断是否同时满足：σ_p<ε_p和σ_f<ε_f，其中：ε_p和ε_f为预先设定的正值；若满足，则认为供水系统处于稳定状态，否则，认为供水系统处于不稳定状态。