[发明专利]一种基于隶属函数模型离心压缩机喘振保护方法

权利要求书

1.一种基于隶属函数模型离心压缩机喘振保护方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)离心压缩机性能曲线标定，通过离心压缩机实验，使用数据采集器采集压缩机不同运行工况时参数，从而得到离心压缩机性能曲线，并将性能曲线划分为不同工况区；

2)离心压缩机喘振保护控制模型确定，根据所使用的离心压缩机喘振保护阀的流量特性，选择能准确反映阀流量特性的隶属函数模型，结合标定的离心压缩机性能曲线，确定隶属函数模型参数范围；

3)离心压缩机喘振保护控制，通过采集的离心压缩机运行参数和性能曲线对比，确定压缩机运行工况，根据确定的控制模型，使用控制器控制阀门，实现喘振保护。

2.根据权利要求1所示的一种基于隶属函数模型离心压缩机喘振保护方法，其特征在于，所述步骤1中：

实时采集的离心压缩机的数据包括流量，进、出口压力，记录多个转速下离心压缩机发生不同流量和对应的压缩比，将所记录的工况点数据在以流量为横轴、以压缩比为纵轴的坐标系中标点，再将工况点依次连接成喘振线和阻滞线，设置喘振裕度为5％-10％，获得喘振控制线；喘振线、阻滞线和喘振控制线将离心压缩机工况区划分为：喘振区、正常工况区、阻滞区。

3.根据权利要求1所述的一种基于隶属函数模型离心压缩机喘振保护方法，其特征在于，所述步骤2中：

喘振保护阀按照流量特性可分为：快开阀，线性阀和等百分比阀；

隶属函数模型分为以下：

偏小型函数包括：

降半矩形分布：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& x\≤a\\ 0& x\>a\end{array}\right.---\left(1\right)$

降半梯形分布：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& x\≤a\\ \frac{b-x}{b-a}& a\<x\≤b\\ 0& x\>b\end{array}\right.---\left(2\right)$

降岭形分布：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& x\≤a\\ \frac{1}{2}-\frac{1}{2}sin\frac{\mathrm{\π}}{b-a}\[x-\frac{a+b}{2}\]& a\<x\≤b\\ 0& x\>b\end{array}\right.---\left(3\right)$

偏大型函数包括：

升半矩形分布：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x\≤a\\ 1& x\>a\end{array}\right.---\left(4\right)$

升半梯形分布：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x\≤a\\ \frac{x-a}{b-a}& a\<x\≤b\\ 1& x\>b\end{array}\right.---\left(5\right)$

升岭形分布：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x\≤a\\ \frac{1}{2}+\frac{1}{2}sin\frac{\mathrm{\π}}{b-a}\[x-\frac{a+b}{2}\]& a\<x\≤b\\ 1& x\>b\end{array}\right.---\left(6\right)$

中间型函数包括：

矩形分布：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x\≤a-b\\ 1& a-b\<x\≤a+b\\ 0& x\>a+b\end{array}\right.---\left(7\right)$

根据喘振保护阀的流量特性，选择能准确反映阀流量特性的隶属函数模型，开度A(x)视为流量差x的隶属函数；

结合标定的离心压缩机性能曲线中的流量与压缩比的范围，确定隶属函数模型中A(x)、x、a、b范围，其中a为流量下限，b为流量上限。

4.根据权利要求1所述的一种基于隶属函数模型离心压缩机喘振保护方法，其特征在于，所述步骤3中：

实时采集的离心压缩机数据包括流量，进出口压力；

对比离心压缩机相同压缩比下工况点流量x₀与喘振控制线上流量x₁、以及阻滞线上流量x₂大小，判断离心压缩机运行工况；

当x₀≤x₁时，离心压缩机运行为喘振工况；

当x₁≤x₀≤x₂时，离心压缩机运行为正常工况；

当x₀≥x₂时，离心压缩机运行为阻滞工况；

对于喘振保护调节阀控制模型，开度A(x)视为流量差x的函数，其中：x＝x₁-x₀，将x输入到上述确定的隶属函数模型中，控制器运算得出对应的开度A(x)，并控制调节阀达到对应开度A(x)。