[发明专利]一种调节阀动态仿真特性曲线的优化方法

权利要求书

1.一种调节阀动态仿真特性曲线的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1:获取现场调节阀的历史数据、仿真调节阀相关参数以及相关物性参数，计算得到对应历史数据下的仿真调节阀综合开度；

S2:基于现场调节阀真实开度和仿真调节阀综合开度数据，通过改进的动态类心调整的KMeans聚类方法，对数据进行预处理；

S3:根据现场调节阀给定开度将聚类获得的类心数据等分为n个区间，并将相邻区间内均无数据的区间合并为一个大空区间，合并后的区间个数为n’，基于合并后的各区间数据获得初始特性曲线；

S4:将各数据点到所述初始特性曲线的距离总和作为优化函数，将合并后每个区间内初始特性曲线斜率k_i，i＝1～n’，以及合并前的区间个数n作为优化参数，利用优化算法进行寻优操作，获得距离总和最小情况下的各区间特性曲线斜率k_i以及区间个数n。

2.根据权利要求1所述的调节阀动态仿真特性曲线的优化方法，其特征在于，所述现场调节阀的历史数据包括调节阀真实开度、阀门进口压力、阀门出口压力、阀门流量的相关历史数据；所述仿真调节阀相关参数为仿真调节阀阀门Cv值；所述相关物性参数为物质流密度值。

3.根据权利要求2所述的调节阀动态仿真特性曲线的优化方法，其特征在于，所述仿真调节阀综合开度的计算公式为：

其中F为阀门流量；P_in为阀门进口压力；P_out为阀门出口压力；Cv为仿真调节阀阀门Cv值；ρ为物质流密度值。

4.根据权利要求1所述的调节阀动态仿真特性曲线的优化方法，其特征在于，步骤S2中，改进动态类心调整的KMeans聚类方法步骤为：

S201:设置数据偏差容忍度Δ和数据过滤容忍度σ；

S202:设置类心个数K，随机选取K个数据作为初始类心，记为

S203:定义损失函数：

S204:令t＝0,1,2,...为迭代步数，对于每一个样本x_i，将其分配到距离最近的类心，第t步迭代时的第i个类簇为：

S205:对于每一个聚类，重新计算该聚类的类心，第t+1步迭代时的第i个类心为：

S206:重复步骤4和5，直到J收敛；

S207:判断每一个样本x_i到其所属的类心距离是否小于数据偏差容忍度Δ，记录不满足条件的类心个数N，重新设置类心个数K＝K+N；

S208:重复步骤2～7，至所有的样本x_i到其所属的类心距离均小于数据偏差容忍度Δ；

S209:统计每个类内样本个数占总样本数的百分比，若类内样本数量占比小于数据过滤容忍度σ，则剔除该类心。

5.根据权利要求1所述的调节阀动态仿真特性曲线的优化方法，其特征在于，步骤S3中，获得初始特性曲线具体为：

以坐标原点(0,0)作为第一个区间特性曲线的起点，通过预设定的各区间特性曲线初始斜率k_i，获得初始斜率k_i下各区间内的初始特性曲线，由此获得在现场调节阀开度0～100％区间内的线性初始特性曲线y＝k_i*x+b_i，i＝1～n’；其中，设定初始斜率k_i的方式包括：根据经验数据预设定初始k_i的值为一固定值，或者通过聚类得到的各聚类簇的类心通过最小二乘法进行计算获得。