CN113090522B - 空压机进气流量分段修正方法、***、介质及装置 - Google Patents

空压机进气流量分段修正方法、***、介质及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种空压机进气流量分段修正方法、***、介质及装置，包括：获取环境压力值，环境温度，当前空压机测量流量，压后压力值，空压机的当前转速；用压后压力值除以环境压力值得到压比，基于空压机基础性能曲线、压比、当前转速、环境温度获得当前空压机估算流量；根据当前空压机测量流量和当前空压机估算流量的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到修正因子；使用所述修正因子对空压机目标流量进行修正得到空压机目标流量，计算获得空压机修正转速，基于所述空压机修正转速对所述空压机进行转速调整。本发明用于有效提高空压机的控制精度，使空压机提供空气的设备的空气进气量接近于期望值，从而提高设备的稳定性和可靠性。

Description

空压机进气流量分段修正方法、***、介质及装置
技术领域
本发明涉及空压机技术领域，特别是涉及一种空压机进气流量分段修正方法、***、介质及装置。
背景技术
本发明为设备的空压机进气流量提供了空压机进气流量分段修正方法。空压机作为设备的进气***的零部件在制造装配和长时运行过程中空压机性能会有所老化，初始性能曲线只能作为空压机性能一致且无磨损的理想情况下的基准，仅使用性能曲线进行空压机控制会导致进气***的进气量存在偏差，造成***运行不稳定，长久运行会影响设备的性能。
因此，希望能够解决如何因为空压机的使用造成空压机老化导致的气流量偏差的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种空压机进气流量分段修正方法、***、介质及装置，用于解决现有技术中如何因为空压机的使用造成空压机老化导致的气流量偏差的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种空压机进气流量分段修正方法，应用于进气***，所述进气***包括：环境压力传感器、环境温度传感器、流量传感器、空压机、压后压力传感器和控制器；包括以下步骤：基于环境压力传感器获取环境压力值，基于环境温度传感器获取环境温度，基于流量传感器获取当前空压机测量流量，基于压后压力传感器获取压后压力值，基于控制器获取空压机的当前转速；用压后压力值除以环境压力值得到压比，基于空压机基础性能曲线、压比、当前转速获得当前空压机估算流量；根据当前空压机测量流量和当前空压机估算流量的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到修正因子；使用所述修正因子对空压机目标流量进行修正得到空压机目标流量，基于空压机基础性能曲线、压比、空压机目标流量获得空压机修正转速，基于所述空压机修正转速对所述空压机进行转速调整。
为实现上述目的，本发明还提供一种空压机进气流量分段修正***，应用于进气***，所述进气***包括：环境压力传感器、环境温度传感器、流量传感器、空压机、压后压力传感器和控制器；包括：获取模块、估算模块、修正模块和调整模块；所述获取模块用于基于环境压力传感器获取环境压力值，基于环境温度传感器获取环境温度，基于流量传感器获取当前空压机测量流量，基于压后压力传感器获取压后压力值，基于控制器获取空压机的当前转速；所述估算模块用于用压后压力值除以环境压力值得到压比，基于空压机基础性能曲线、压比、当前转速获得当前空压机估算流量；所述修正模块用于根据当前空压机测量流量和当前空压机估算流量的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到修正因子；所述调整模块用于使用所述修正因子对空压机目标流量进行修正得到空压机目标流量，基于空压机基础性能曲线、压比、空压机目标流量获得空压机修正转速，基于所述空压机修正转速对所述空压机进行转速调整。
为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一上述空压机进气流量分段修正方法。
为实现上述目的，本发明还提供一种空压机进气流量分段修正装置，包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器与所述存储器相连，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述空压机进气流量分段修正装置执行任一上述的空压机进气流量分段修正方法。
最后，本发明还提供一种进气***，所述进气***包括：环境压力传感器、环境温度传感器、流量传感器、空压机、压后压力传感器和控制器；所述流量传感器设置于所述空压机的进气端，所述压后压力传感器设置于所述空压机的出气端；基于环境压力传感器获取环境压力值，基于环境温度传感器获取环境温度，基于流量传感器获取当前空压机测量流量，基于压后压力传感器获取压后压力值，基于控制器获取空压机的当前转速。
如上所述，本发明的一种空压机进气流量分段修正方法、***、介质及装置，具有以下有益效果：用于有效提高空压机的控制精度，使空压机提供空气的设备的空气进气量接近于期望值，从而提高设备的稳定性和可靠性。
附图说明
图1a显示为本发明的空压机进气流量分段修正方法于一实施例中的流程图；
图1b显示为本发明的空压机进气流量分段修正方法于一实施例中的空压机基础性能曲线；
图2显示为本发明的空压机进气流量分段修正***于一实施例中的结构示意图；
图3显示为本发明的空压机进气流量分段修正装置于一实施例中的结构示意图；
图4显示为本发明的进气***于一实施例中的结构示意图。
元件标号说明
21        获取模块
22        估算模块
23        修正模块
24        调整模块
31        处理器
32        存储器
1         环境压力传感器
2         环境温度传感器
3         流量传感器
4         空压机
5         压后压力传感器
6         控制器
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，故图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的空压机进气流量分段修正方法、***、介质及装置，有效提高空压机的控制精度，使空压机提供空气的设备的空气进气量接近于期望值，从而提高设备的稳定性和可靠性。
如图1a所示，于一实施例中，本发明的空压机进气流量分段修正方法，应用于进气***，所述进气***如图4所示，所述进气***包括：环境压力传感器1、环境温度传感器2、流量传感器3、空压机4、压后压力传感器5和控制器6。所述控制器为CPU。
具体地，所述进气***为燃料进气***，所述燃料进气***用于为燃料设备提供空气。
包括以下步骤：
步骤S11、基于环境压力传感器获取环境压力值P_amb，基于环境温度传感器获取环境温度T_amb，基于流量传感器获取当前空压机测量流量Flow，基于压后压力传感器获取压后压力值P_out，基于控制器获取空压机的当前转速Spd_acp。
步骤S12、用压后压力值P_out除以环境压力值P_amb得到压比P_out/P_amb，基于空压机基础性能曲线、压比P_out/P_amb、当前转速x获得当前空压机估算流量Flow１。
具体地，所述空压机基础性能曲线如图1b所示，空压机基础性能曲线是标况环境下的三维Map图，横坐标为转速，纵坐标为空压机的压比，根据当前转速x和压比P_out/P_amb，查询该三维Map图，获得当前空压机估算流量。
具体地，当前空压机估算流量Flow１的计算公式如下：
Flow１＝Map(Spd_acp*sqrt(293.5/T_amb)，P_out/P_amb)*(P_amb/101.3)*sqrt(293.5/T_amb)。其中，Map指空压机基础性能曲线。
步骤S13、根据当前空压机测量流量Flow和当前空压机估算流量Flow１的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到修正因子。
具体地，所述根据当前空压机测量流量Flow和当前空压机估算流量Flow１的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到空压机的修正因子包括以下步骤：
获取空压机基础性能曲线、初始修正系数区间。
基于流量修正公式、当前空压机测量流量Flow、当前空压机估算流量Flow1计算获得当前修正系数。
将空压机转速从0到最高转速进行分段得到转速分段，每个转速分段的节点对应一个初始修正系数。
判断当前转速x所在的转速分段，计算所在转速分段的当前空压机转速因子，基于所述当前空压机转速因子和修正因子计算公式计算获得修正因子，基于修正因子和空压机目标流量修正公式计算得到当前转速下的修正因子。
例如：
获取空压机基础性能曲线、初始修正系数区间。空压机三维Map表和初始修正系数区间[f0，f1，f2，f3…fn[预设到控制器的EEPROM内。即将空压机转速从0到最高转速进行分段共分为n段。
基于流量修正公式、当前空压机测量流量Flow、当前空压机估算流量Flow1计算获得当前修正系数。流量修正公式f＝(Flow1-Flow)/Flow*K，其中K为修正速率，K小于1，所述修正速率用于缩小当前修正系数f，减慢修正速率，使修正变得平滑。
将空压机转速从0到最高转速进行分段得到转速分段，每个转速分段的节点对应一个初始修正系数。将空压机转速从0到最高转速进行分段，假定分为n段，预设对应转速初始修正系数区间[f0,f1,f2,f3…fn]，每个修正系数均对应空压机每个转速分段的节点[x0,x1,x2,x3…xn]。
判断当前转速x所在的转速分段，计算所在转速分段的当前空压机转速因子，基于所述当前空压机转速因子和修正因子计算公式计算获得修正因子，基于修正因子和空压机目标流量修正公式计算得到当前转速下的修正因子。判断当前空压机转速所属转速区段，假定在[xw-1,xw]区间w∈n。计算当前空压机转速因子，m2＝(xw-x)/(xw-xw-1)，m3＝(x-xw-1)/(xw-xw-1)。修正因子计算公式得到修正因子fw-1＝fw-1+f*mw-1，fw＝fw+f*mw。基于修正因子和空压机目标流量修正公式计算得到当前转速下的修正因子fx。空压机目标流量修正公式：fx＝(x-xw-1)/(xw-xw-1)*(fw-fw-1)+fw-1。
例如，获取空压机基础性能曲线、初始修正系数区间。空压机三维Map表和初始修正系数区间[f0,f1,f2,f3,f4,f5]预设到控制器的EEPROM内。
基于流量修正公式、当前空压机测量流量Flow、当前空压机估算流量Flow1计算获得当前修正系数。流量修正公式f＝(Flow1-Flow)/Flow*K，其中K为修正速率，K小于1，所述修正速率用于缩小当前修正系数f，减慢修正速率，使修正变得平滑。
将空压机转速从0到最高转速进行分段得到转速分段，每个转速分段的节点对应一个初始修正系数。将空压机转速从0到最高转速进行分段，假定分为5段，预设对应转速初始修正系数区间[f0,f1,f2,f3,f4,f5]，每个修正系数均对应空压机每个转速分段的节点[x0,x1,x2,x3,x4,x5]。
判断当前转速x所在的转速分段，计算所在转速分段的当前空压机转速因子，基于所述当前空压机转速因子和修正因子计算公式计算获得修正因子，基于修正因子和空压机目标流量修正公式计算得到当前转速下的修正因子。判断当前空压机转速所属转速区段，假定在[x2,x3]区间。计算当前空压机转速因子，m2＝(x3-x)/(x3-x2)，m3＝(x-x2)/(x3-x2)。修正因子计算公式得到修正因子f2＝f2+f*m2，f3＝f3+f*m3。基于修正因子和空压机目标流量修正公式计算得到当前转速下的修正因子fx。空压机目标流量修正公式：fx＝(x-x2)/(x3-x2)*(f3-f2)+f2。
步骤S14、使用所述修正因子对空压机目标流量Flow_tar进行修正得到空压机目标流量Flow_tar，基于空压机基础性能曲线、压比P_out/P_amb、空压机目标流量Flow_tar获得空压机修正转速，基于所述空压机修正转速对所述空压机进行转速调整。
具体地，用当前转速下修正因子fx对空压机目标流量进行修正，修正因子fx修正公式为Flow_tar＝Flow_tar*fx。Flow_tar为空压机目标流量。具体地，所述空压机基础性能曲线如图1b所示，空压机基础性能曲线是标况环境下的三维Map图，横坐标为转速，纵坐标为空压机的压比，根据空压机目标流量和压比P_out/P_amb，查询该三维Map图，获得当前空压机空压机修正转速。
具体地，还包括重复上述步骤步骤S11至步骤S14这样对空压机的转速持续调整。
具体地，还包括当所述控制器下电时，存储当前的修正系数区间以作为下次控制器上电时的初始修正系数区间。
具体地，当控制器下电时，修正系数区间将在控制器下电前存于EEPROM，下次上电读取EEPROM数据，预先赋值给初始修正系数区间。本申请可以有效解决由于空压机部件制造差异以及部件长久运行磨损产生的一致性问题，消除控制误差，提高空压机进气流量的准确度，使实际进气量趋于期望值，从而确保***稳定运行，有效提高燃料***的稳定性和可靠性。
如图2所示，于一实施例中，本发明的空压机进气流量分段修正***，应用于进气***，所述进气***包括：环境压力传感器、环境温度传感器、流量传感器、空压机、压后压力传感器和控制器；包括：获取模块21、估算模块22、修正模块23和调整模块24。
所述获取模块21用于基于环境压力传感器获取环境压力值，基于环境温度传感器获取环境温度，基于流量传感器获取当前空压机测量流量，基于压后压力传感器获取压后压力值，基于控制器获取空压机的当前转速。
所述估算模块22用于用压后压力值除以环境压力值得到压比，基于空压机基础性能曲线、压比、当前转速获得当前空压机估算流量。
所述修正模块23用于根据当前空压机测量流量和当前空压机估算流量的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到修正因子。
所述调整模块24用于使用所述修正因子对空压机目标流量进行修正得到空压机目标流量，基于空压机基础性能曲线、压比、空压机目标流量获得空压机修正转速，基于所述空压机修正转速对所述空压机进行转速调整。
具体地，所述修正模块用于根据当前空压机测量流量和当前空压机估算流量的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到修正因子包括：获取空压机基础性能曲线、初始修正系数区间；基于流量修正公式、当前空压机测量流量、当前空压机估算流量计算获得当前修正系数；将空压机转速从0到最高转速进行分段得到转速分段，每个转速分段的节点对应一个初始修正系数；判断当前转速所在的转速分段，计算所在转速分段的当前空压机转速因子，基于所述当前空压机转速因子和修正因子计算公式计算获得修正因子，基于修正因子和空压机目标流量修正公式计算得到当前转速下的修正因子。
具体地，还包括存储模块用于当所述控制器下电时，存储当前的修正系数区间以作为下次控制器上电时的初始修正系数区间。
需要说明的是，获取模块21、估算模块22、修正模块23和调整模块24的结构和原理与上述空压机进气流量分段修正方法中的步骤一一对应，故在此不再赘述。
需要说明的是，应理解以上***的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(Micro Processor Uint，简称MPU)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上***(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
于本发明一实施例中，本发明还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一所述空压机进气流量分段修正方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
如图3所示，于一实施例中，本发明的空压机进气流量分段修正装置包括：处理器31和存储器32；所述存储器32用于存储计算机程序；所述处理器31与所述存储器32相连，用于执行所述存储器32存储的计算机程序，以使所述空压机进气流量分段修正装置执行任一所述的空压机进气流量分段修正方法。
具体地，所述存储器32包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
优选地，所述处理器31可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
如图4所示，于一实施例中，本发明的空压机进气流量分段修正***，所述进气***包括：环境压力传感器1、环境温度传感器2、流量传感器3、空压机4、压后压力传感器5和控制器6。
所述流量传感器设置于所述空压机的进气端，所述压后压力传感器设置于所述空压机的出气端。
基于环境压力传感器获取环境压力值，基于环境温度传感器获取环境温度，基于流量传感器获取当前空压机测量流量，基于压后压力传感器获取压后压力值，基于控制器获取空压机的当前转速。
具体地，所述进气***为燃料进气***，所述燃料进气***用于为燃料设备提供空气。
综上所述，本发明空压机进气流量分段修正方法、***、介质及装置，用于有效提高空压机的控制精度，使空压机提供空气的设备的空气进气量接近于期望值，从而提高设备的稳定性和可靠性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种空压机进气流量分段修正方法，其特征在于，应用于进气***，所述进气***包括：环境压力传感器、环境温度传感器、流量传感器、空压机、压后压力传感器和控制器；包括以下步骤：
基于环境压力传感器获取环境压力值，基于环境温度传感器获取环境温度，基于流量传感器获取当前空压机测量流量，基于压后压力传感器获取压后压力值，基于控制器获取空压机的当前转速；
用压后压力值除以环境压力值得到压比，基于空压机基础性能曲线、压比、当前转速获得当前空压机估算流量；
根据当前空压机测量流量和当前空压机估算流量的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到修正因子；
使用所述修正因子对空压机目标流量进行修正得到空压机目标流量，基于空压机基础性能曲线、压比、空压机目标流量获得空压机修正转速，基于所述空压机修正转速对所述空压机进行转速调整；
所述根据当前空压机测量流量和当前空压机估算流量的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到空压机的修正因子包括以下步骤：
获取空压机基础性能曲线、初始修正系数区间；
基于流量修正公式、当前空压机测量流量、当前空压机估算流量计算获得当前修正系数；
将空压机转速从0到最高转速进行分段得到转速分段，每个转速分段的节点对应一个初始修正系数；
判断当前转速所在的转速分段，计算所在转速分段的当前空压机转速因子，基于所述当前空压机转速因子和修正因子计算公式计算获得修正因子，基于修正因子和空压机目标流量修正公式计算得到当前转速下的修正因子。
2.根据权利要求1所述的空压机进气流量分段修正方法，其特征在于，还包括当所述控制器下电时，存储当前的修正系数区间以作为下次控制器上电时的初始修正系数区间。
3.根据权利要求1所述的空压机进气流量分段修正方法，其特征在于，所述进气***为燃料进气***。
4.一种空压机进气流量分段修正***，其特征在于，应用于进气***，所述进气***包括：环境压力传感器、环境温度传感器、流量传感器、空压机、压后压力传感器和控制器；包括：获取模块、估算模块、修正模块和调整模块；
所述获取模块用于基于环境压力传感器获取环境压力值，基于环境温度传感器获取环境温度，基于流量传感器获取当前空压机测量流量，基于压后压力传感器获取压后压力值，基于控制器获取空压机的当前转速；
所述估算模块用于用压后压力值除以环境压力值得到压比，基于空压机基础性能曲线、压比、当前转速获得当前空压机估算流量；所述修正模块用于根据当前空压机测量流量和当前空压机估算流量的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到修正因子；
所述调整模块用于使用所述修正因子对空压机目标流量进行修正得到空压机目标流量，基于空压机基础性能曲线、压比、空压机目标流量获得空压机修正转速，基于所述空压机修正转速对所述空压机进行转速调整；
所述修正模块用于根据当前空压机测量流量和当前空压机估算流量的差异，对空压机流量进行分段修正系数迭代，得到修正因子包括：
获取空压机基础性能曲线、初始修正系数区间；
基于流量修正公式、当前空压机测量流量、当前空压机估算流量计算获得当前修正系数；
将空压机转速从0到最高转速进行分段得到转速分段，每个转速分段的节点对应一个初始修正系数；
判断当前转速所在的转速分段，计算所在转速分段的当前空压机转速因子，基于所述当前空压机转速因子和修正因子计算公式计算获得修正因子，基于修正因子和空压机目标流量修正公式计算得到当前转速下的修正因子。
5.根据权利要求4所述的空压机进气流量分段修正***，其特征在于，还包括存储模块用于当所述控制器下电时，存储当前的修正系数区间以作为下次控制器上电时的初始修正系数区间。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行，以实现权利要求1至3中任一项所述空压机进气流量分段修正方法。
7.一种空压机进气流量分段修正装置，其特征在于，包括：处理器和存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器与所述存储器相连，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述空压机进气流量分段修正装置执行权利要求1至3中任一项所述的空压机进气流量分段修正方法。
8.一种空压机进气流量分段修正***，其特征在于，包括进气***和权利要求7所述的空压机进气流量分段修正装置；所述进气***包括：环境压力传感器、环境温度传感器、流量传感器、空压机、压后压力传感器和控制器；
所述流量传感器设置于所述空压机的进气端，所述压后压力传感器设置于所述空压机的出气端；
基于环境压力传感器获取环境压力值，基于环境温度传感器获取环境温度，基于流量传感器获取当前空压机测量流量，基于压后压力传感器获取压后压力值，基于控制器获取空压机的当前转速。
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