(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111140334.5 (22)申请日 2021.09.28 (71)申请人 中国计量大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区 学源街258号 (72)发明人 周佩剑　周陈贵　牟介刚　罗会灿　 周文强　吴登昊　 (74)专利代理 机构 杭州奥创知识产权代理有限 公司 33272 代理人 王佳健 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 一种离心泵运行优化控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种离心泵运行优化控制方 法， 包括离线计算模块和在线计算模块。 所述离 线计算模块， 根据离心泵理论， 建立离心泵系统 数学模型并输出离心泵系统的离线数据， 构建离 线数据库A； 通过 实际测得的扬程、 效率和流量数 据， 构建离线数据库B， 由改进的BPNN预测模型进 行修正。 所述在线计算模块， 当离心泵系统输出 端改变， 触发离心泵智 能控制系统， 在线查找控 制率， 判断是否满足状态参数阈值来进行运行调 节。 本发明将扬程、 流量、 转速储存为树状数据， 结合二叉树搜索算法， 快速查找不同工况下数 据， 实现实时监测、 优化控制； 建立改进的BPNN预 测模型进行自身数据训练， 修正离心泵因老化导 致的数学模型不 准确的问题。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 113901710 A 2022.01.07 CN 113901710 A 1.一种离心泵运行优化控制方法， 包括离线计算模块和在线计算模块， 其特 征在于： 所述离线计算模块， 包括： 一、 根据离心泵理论， 建立离心泵系统数学模型， 运用所述离 心泵系统数学模 型， 输出离心泵系统的离线 数据， 构建离心泵系统离线 数据库A； 二、 通过实 际所测得的扬程、 效率和流量数据， 建立了改进的反向传播神经网络BPNN预测模型进行自 身数据训练， 以构建离心泵控制系统离线数据库B； 所述在线计算模块， 根据离心泵系统 的输出端改变， 触发离心泵智能控制系统， 结合离 线数据库A以及二叉树搜索算法在线查找控制率， 在运行中， 判断是否满足状态参数阈值来 控制离心泵系统的运行和调节； 具体包括以下步骤： 步骤1.离线计算过程： 1.1： 根据离心泵扬程、 效率与流 量的理论关系建立离心泵系统数 学模型； 1.2： 根据 上述离心泵系统数学模型， 输出离心泵工作范围内的所有流量值对应的离散 点扬程Hi下的流量Qi1、 Qi2以及转速n0、 nm， 经二叉树形 结构数据梳理后， 形成离线数据库A； 步骤2.在线计算过程: 2.1： 读取到 离心泵系统的输出端改变； 2.2： 输出端改变 触发离心泵智能控制系统， 进入在线计算； 2.3： 运用二叉树遍历算法中的先序遍历， 快速寻找所需要的最优控制率， 控制率对应 转速； 2.4： 根据控制率对输出端改变进行运行调节； 2.5： 判断调 节后的输出扬程、 流量数据是否满足设定的状态参数阈值， 若为假， 则返回 步骤2.2； 若为真， 则进入下一 步； 2.6： 建立离线数据库B； 将离心泵系 统实际输出的扬程、 流量、 转速数据储存于离线数 据库B； 2.7： 当实际输出 数据中， 转速数据中含有额定转速时， 进入步骤3； 步骤3.建立改进的BPNN预测模型， 修正离线数据库B中的数据； 所述修正后的离线数据 库B中的数据， 被用于 输出端再次改变时在线查找控制率。 2.根据权利要求1所述的一种离心泵运行优化控制方法， 其特 征在于： 所述步骤3， 具体为： 3.1： 确认输入层、 输出层参数个数， 将离线数据库B中的数据归一化， 以加快BPNN预测 模型的收敛能力； 3.2： 确定隐含层神经 元数； 3.3： 搭建BPN N神经网络模型， 对其进行训练； 3.4： 将步骤2.6保存于离线数据库B中的数组 随机打乱， 并输入到建立好的BPNN预测模 型中； 3.5： 利用改进的BPNN预测模型， 对离心泵进行全特性曲线预测， 得到流量、 扬程和转速 数据， 并修 正离线数据库B中数据。 3.根据权利要求1所述的一种离心泵运行优化控制方法， 其特 征在于： 所述步骤2.4中根据控制率对离心泵进行运行调节， 是通过调节离心泵叶轮的转速对 扬程和流 量进行调节。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113901710 A 2一种离心泵运行优化控制方 法 技术领域 [0001]本发明涉及离心泵控制领域， 具体涉及一种智能离心泵运行优化控制方法。 背景技术 [0002]随着社会的不断发展， 离心泵控制系统在日常生活以及工程当中运用越来越频 繁， 对其要求也越来越高。 为了最大程度发挥系统的控制效果， 需要在实践应用过程中不断 加强离心泵控制系统的优化。 离心泵的自动控制系统能有效降低控制成本投入， 提升安全 控制。 [0003]但是， 目前的离心泵自动控制系统中， 其检测系统缺乏一定的时效性， 离心泵的输 出也是按照设计好的数据输出， 无法根据离心泵的具体情况实现改变， 这样对于运转当中 出现突发情况 的应变不足， 需要一定的管理人员进行人为干预， 而现实中离心泵控制系统 的管理人员对于控制系统的认知不全， 无法做出十分准确的判断和操作， 因此不仅影响离 心泵控制系统的效果， 并且 会浪费一定的能源。 发明内容 [0004]针对上述技术不足， 本发明提供了一种能对离心泵的实时状态监测、 高效优化调 节的智能离心泵优化控制方法。 [0005]本发明通过以下技 术方案实现： [0006]离心泵运行优化控制方法分为两个主 要模块： 离线计算模块和在线计算模块。 [0007]所述离线计算模块， 包括： 一、 根据离心泵理论， 建立离心泵系统数学模型， 运用所 述离心泵系统数学模型， 输出离心泵系统的离线 数据， 构建离心泵系统离线 数据库A。 二、 通 过实际所测得的扬程、 效率和流量数据， 建立了 改进的反向传播神经网络BPNN预测模型进 行自身数据训练， 以构建离心泵控制系统离线数据库B。 [0008]所述在线计算模块， 根据输出端改变， 触发离心泵智能控制系统， 结合离线数据库 A以及二叉树搜索算法在 线查找控制率， 在运行中， 判断是否满足状态参数阈值来控制离心 泵系统的运行和调节。 [0009]所述离心泵运行优化控制方法， 具体包括以下步骤： [0010]步骤1.离线计算过程： [0011]1.1： 根据离心泵扬程、 效率与流 量的理论关系建立离心泵系统数 学模型； [0012]1.2： 根据上述离心泵系统数学模型， 输出离心泵工作范围内的所有流量值对应的 离散点扬程Hi下的流量Qi1、 Qi2以及转速n0、 nm， 经二叉树形结构数据梳理后， 形成离线数据 库A。 [0013]步骤2.在线计算过程: [0014]2.1： 读取到 离心泵系统的输出端改变； [0015]2.2： 输出端改变 触发离心泵智能控制系统， 进入在线计算； [0016]2.3： 运用二叉树遍历算法中的先序遍历， 快速寻找所需要的最优控制率， 控制率说　明　书 1/5 页 3 CN 113901710 A 3