專利名稱：一種大型換熱器氣阻特性自動(dòng)快速準(zhǔn)確檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及エ業(yè)過程控制領(lǐng)域的數(shù)據(jù)建模和過程控制。主要涉及到一種用于大型板翅式換熱器氣阻特性測(cè)量過程中，自動(dòng)和快速的將換熱器風(fēng)量控制在變換后的設(shè)定風(fēng)量值，然后通過檢測(cè)得到換熱器的氣阻特性值。
背景技術(shù)：
氣阻特性是表征大型換熱器流動(dòng)性能的重要指標(biāo)，也是大型板翅式換熱器產(chǎn)品在出廠前必須測(cè)試的重要指標(biāo)之一。主要包括兩個(gè)方面ー個(gè)是對(duì)于一定的換熱器通道，在標(biāo)準(zhǔn)溫度、標(biāo)準(zhǔn)壓力和標(biāo)準(zhǔn)流量情況下，該換熱器通道兩端的壓カ損失；另外ー個(gè)是在此情況下的換熱器通道的摩擦因子。由于在不同溫度、壓カ等條件下測(cè)試結(jié)果不同，缺乏可比性。因此規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)狀況為ー個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下、標(biāo)準(zhǔn)零攝氏度為標(biāo)準(zhǔn)狀況，此時(shí)測(cè)得的風(fēng)量為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量，在其他壓カ和溫度下測(cè)得的風(fēng)量需要轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量。過去在測(cè)量過程中一般采用孔板流量計(jì)通過測(cè)量一定風(fēng)量情況下?lián)Q熱器的氣阻參數(shù)，然后換算得到在標(biāo)準(zhǔn)情況下?lián)Q熱器的氣阻特性。采用以上方法具有明顯的缺點(diǎn)，一個(gè)是孔板流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確性比較差，另外風(fēng)量的控制采用人エ控制閥門的方式，沒法準(zhǔn)確控制在變換后的風(fēng)量，第三個(gè)是采用孔板測(cè)量和人工控制不節(jié)能、不準(zhǔn)確、后續(xù)人工計(jì)算量大，由于每個(gè)換熱器測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，工作效率比較低。采用變頻器控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，采用噴嘴測(cè)量系統(tǒng)可以解決系統(tǒng)節(jié)能問題，噴嘴測(cè)量風(fēng)量的精度大大高于孔板流量計(jì)。由于測(cè)試過程中無法保證當(dāng)前エ況處于標(biāo)準(zhǔn)エ況，需對(duì)換熱器的溫度和壓カ可根據(jù)氣體狀態(tài)方程進(jìn)行換算轉(zhuǎn)換方法為
Qo = Qix-^ix% KPa x^i),這Jl島和てI表不標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓カ，為實(shí)測(cè)風(fēng)量I和為實(shí)測(cè)
壓カ和溫度，a則為換算后的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)測(cè)風(fēng)量。為了準(zhǔn)確起見，在換熱器通道性能測(cè)試過程
中將風(fēng)量快速控制在換算后的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)測(cè)風(fēng)量，也就是要求將實(shí)測(cè)風(fēng)量通過轉(zhuǎn)換成實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量，然后控制這個(gè)實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量使其等于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量。考慮到測(cè)試的效率和節(jié)能要求，測(cè)量裝置采用變頻技術(shù)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。換熱器不同通道測(cè)試還有一個(gè)特點(diǎn)是測(cè)試具有間歇性即測(cè)試完ー個(gè)通道后，在將新的通道接到測(cè)量裝置之前，測(cè)量裝置風(fēng)道風(fēng)量要求為零。由于每個(gè)換熱器的型號(hào)和類型不同，在測(cè)試過程中，如何確定風(fēng)機(jī)的初始頻率，以及如何根據(jù)被測(cè)系統(tǒng)的特性，采用合適的控制方法將風(fēng)量快速穩(wěn)定控制在與標(biāo)準(zhǔn)エ況相對(duì)應(yīng)的設(shè)定值上，對(duì)換熱器測(cè)量精度和快速性有重要影響。由于測(cè)量系統(tǒng)的滯后性、不同通道負(fù)荷特性差異很大以及變頻信號(hào)變化的非線性特性，導(dǎo)致系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速測(cè)量。因此有必要研究ー種能在此情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速測(cè)控風(fēng)量的方法，使之滿足板翅式換熱器氣阻特性測(cè)試的エ業(yè)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種對(duì)不同換熱器不同通道特性，進(jìn)行自動(dòng)快速測(cè)量氣阻特性的方法。在該方法中，首先根據(jù)歷史測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，采用支持向量機(jī)建立換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)與初始頻率之間的大體關(guān)系，然后通過不同換熱器通道的控制特性參數(shù)自動(dòng)辨識(shí)獲得換熱器通道的控制特性，采用最優(yōu)性能指標(biāo)整定自動(dòng)控制器的PID參數(shù)，然后采用增量式PID控制器將風(fēng)道風(fēng)量轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)值控制到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量處，通過檢測(cè)此時(shí)的氣阻值來得到其氣阻特性。本發(fā)明的具體步驟為
步驟(I)采集不同類型板翅式換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)以及檢測(cè)參數(shù)，建立包含換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)和檢測(cè)參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；所述的換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)包括換熱器的通道名稱、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量、設(shè)計(jì)氣阻、摩擦因子，檢測(cè)參數(shù)包括換熱器的實(shí)際氣阻、環(huán)境溫度、氣壓以及風(fēng)機(jī)頻率。在此基礎(chǔ)上，基于歷史測(cè)試數(shù)據(jù)，采用泛化能力強(qiáng)的支持向量機(jī)集成建模方法建立設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量、設(shè)計(jì)氣阻、環(huán)境溫度與實(shí)際氣阻、實(shí)際風(fēng)機(jī)頻率之間的關(guān)系模型，以此預(yù)測(cè)不同換熱器通道設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量和設(shè)計(jì)氣阻下，風(fēng)機(jī)為了達(dá)到該設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量的所需的頻率值J;,。具體建模方法如下
用于建模樣本的輸入?yún)?shù)及輸出參數(shù)可以表不為}■，其中ち表不第i組作為輸
入數(shù)據(jù)的參數(shù)向量，包括設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量、設(shè)計(jì)氣阻和環(huán)境溫度I表示第i組作為輸出的參
數(shù)向量，包括實(shí)際氣阻和實(shí)際風(fēng)機(jī)頻率，況為樣本數(shù)量。對(duì)于支持向量機(jī)算法，其核函數(shù)選為徑向基函數(shù)
權(quán)利要求
1. ー種大型換熱器氣阻特性自動(dòng)快速準(zhǔn)確檢測(cè)方法，其特征在于該方法的步驟包括 步驟(I)采集不同類型換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)以及檢測(cè)參數(shù)，建立包含換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)和檢測(cè)參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫； 所述的換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)包括換熱器的通道名稱、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量、設(shè)計(jì)氣阻和摩擦因子；檢測(cè)參數(shù)包括換熱器的實(shí)際氣阻、環(huán)境溫度、氣壓以及風(fēng)機(jī)頻率； 在此基礎(chǔ)上，基于歷史測(cè)試數(shù)據(jù)，采用泛化能力強(qiáng)的支持向量機(jī)集成建模方法建立設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量、設(shè)計(jì)氣阻、環(huán)境溫度與實(shí)際氣阻、實(shí)際風(fēng)機(jī)頻率之間的關(guān)系，以此預(yù)測(cè)不同換熱器通道設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量和設(shè)計(jì)氣阻下，風(fēng)機(jī)為了達(dá)到該設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量的所需的頻率值Io ;具體建模方法如下用于建模樣本的輸入?yún)?shù)及輸出參數(shù)表不
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型換熱器氣阻特性自動(dòng)快速準(zhǔn)確檢測(cè)方法?，F(xiàn)有板翅式換熱器氣阻特性測(cè)控系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速測(cè)量。本發(fā)明首先根據(jù)歷史測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，采用支持向量機(jī)建立換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)與初始頻率之間的大體關(guān)系，通過不同換熱器通道的控制特性參數(shù)自動(dòng)辨識(shí)獲得換熱器通道的控制特性，采用最優(yōu)性能指標(biāo)整定自動(dòng)控制器的PID參數(shù)，然后采用增量式PID控制器將風(fēng)道風(fēng)量轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)值控制到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量處，通過檢測(cè)此時(shí)的氣阻值來得到其氣阻特性。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)大型換熱器氣阻特性自動(dòng)快速測(cè)量，測(cè)試精度高，有效地提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)G01M9/00GK102645315SQ20121012956
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者姜周曙, 江愛朋, 王劍 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)