專利名稱：一種流量控制方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于自動化領域，特別涉及一種流量控制方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術：
在冶金行業(yè)的供液體系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)中，隨著工藝提升及自動化控制程度的提高，對供液體和供氣流量的控制精度和實時性要求越來越嚴格，但是由于設備本身(如供液體變頻泵和閥體的死區(qū)等固有特性)及工藝管路的布置等原因，決定了供液體系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)是一個非線性及存在大滯后性的系統(tǒng)。如何在這樣一個大滯后、非線性的工況下，實現(xiàn)穩(wěn)定、實時、可靠的流量控制？人們對此進行了多種控制策略的研究和實踐，而較為先進的、采用最為普遍的是比例-積分-微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制方式。在實際生產(chǎn)應用中PID控制方式實現(xiàn)了快速調(diào)整，但是在這種大滯后系統(tǒng)中PID控制方式卻無法同時滿足既快速又穩(wěn)定的調(diào)節(jié)，特別是在工況多變時，往往出現(xiàn)超調(diào)的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生大幅振蕩，使控制效果明顯降低。例如:在實際應用中，采用PID控制方式控制液體或氣體流量，如果此時需要流量值為X的液體或氣體，則流量值X即為PID控制方式中的目標值，在采用PID控制方式控制時，將根據(jù)當前管道中液體或氣的流量值進行調(diào)節(jié)，如果比目標值流量X小，那么將增大液體或氣體的輸出量，即增大控制液體或氣體流量的閥位開口度，或選取變頻泵頻率；如果輸出量還是比目標值流量X小，則繼續(xù)增大閥位開口度，或選取變頻泵頻率，當輸出量已經(jīng)滿足目標值X后，才停止增大閥位開口度或選取變頻泵頻率，然后繼續(xù)采用當前的閥位開口度或變頻泵頻率控制液體或氣體的變量，但由于系統(tǒng)的滯后性，在當前的閥位開口度或變頻泵頻率下，液體或氣體的輸出量會繼續(xù)選取大，導致液體或氣體流量值大于目標值出現(xiàn)超調(diào)的現(xiàn)象。如果比目標值大，在使用PID控制方式進行控制的過程中也會出現(xiàn)超調(diào)的現(xiàn)象。由于現(xiàn)有技術中在需要流量值為X的液體或氣體時，不知曉閥位開口度，或變頻泵頻率應該為多少才能達到所需的流量值，因此使用PID控制方式進行控制，以便使閥位開口度或變頻泵頻率能夠產(chǎn)生所需的流量值為X的液體或氣體，但由于PID控制方式本身有一定的滯后性的缺陷，加之冶金行業(yè)的供液體系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)的反饋值也具有較大的滯后性，因此采用PID控制方式控制液體或氣體流量時，往往出現(xiàn)輸出量超出目標值的超調(diào)現(xiàn)象，導致控制效果不佳，而且也造成了不必要的浪費，這與工藝要求和企業(yè)的預期不符。因此如何采用一種新的流量控制方式，在這樣一個大滯后的工況下，實現(xiàn)穩(wěn)定、實時、可靠的流量控制成為現(xiàn)階段急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明提出了一種流量控制方法、裝置及系統(tǒng)，用于精確控制液體或氣體流量，實現(xiàn)穩(wěn)定、實時、可靠的流量控制，符合工藝要求和企業(yè)的預期。
一種流量控制方法，包括:依據(jù)最小二乘法獲得預設的N組數(shù)據(jù)(X1, Y1)，(X2, Y2)……(Xi, Yi)……(XN, Yn)所對應的線性方程的參數(shù)a和參數(shù)b ；其中，所述預設的N組數(shù)據(jù)(X1, Y1)，(X2, Y2)……(Xi, Yi)……(XN，Yn)中X為液體
或氣體流量，Y為控制所述液體或氣體流量X的控制參數(shù),其中i=l、2......N, N為自然數(shù)且
N ^ 2 ；其中，最小二乘法公式中所述參數(shù)a的計算公式為:
權(quán)利要求
1.一種流量控制方法，其特征在于，包括: 依據(jù)最小二乘法獲得預設的N組數(shù)據(jù)(X1, Y1)，(X2, Y2)……(Xi, Yi)……(XN, Yn)所對應的線性方程的參數(shù)a和參數(shù)b ； 其中，所述預設的N組數(shù)據(jù)(X1, Y1)，(X2, Y2)……(Xi, Yi)……(XN, Yn)中X為液體或氣體流量，Y為控制所述液體或氣體流量X的控制參數(shù)，其中i=l、2……N，N為自然數(shù)且N > 2 ; 其中，最小二乘法公式中所述參數(shù)a的計算公式為
2.一種流量控制方法，其特征在于，包括: 獲得預設的N組數(shù)據(jù)(X1, Y1)，(X2, Y2)……(Xi, Yi)……(XN, Yn)，在第一區(qū)間(X1, X2)中選取M個數(shù)值:Xn，X12……Xlj……Xim，或在第一區(qū)間(Y^Y2)中選取M個數(shù)值:Yn，Y12……Ylj……Yim，其中j=l、2……M，M為自然數(shù)； 依據(jù)Xn，X12……Xlj……Xim或Yn，Y12……Ylj……Ym獲取M組數(shù)據(jù)(Xn，Y11)，(X12, Y12)……(Xlj, Ylj)……(X1M，Yim)，其中 j=l、2……M, M 為自然數(shù)； 依據(jù)最小二乘法公式獲得與M+2組數(shù)據(jù)(X1, Y1)，(X11, Y11)，(X12, Y12)……(Xli, Yli)……(X1M, Yim)，(X2, Y2)所對應的線性方程的參數(shù)B1和參數(shù)Id1 ； 其中，最小二乘法公式中所述參數(shù)a的計算公式為
3.一種流量控制裝置，其特征在于，包括: 參數(shù)計算單元，用于依據(jù)最小二乘法獲得預設的N組數(shù)據(jù)(X1J1), (X2, Y2)……(Xi, Yi)……(Xn，Yn)所對應的線性方程的參數(shù)a和參數(shù)b，其中，所述預設的N組數(shù)據(jù)(X1, Y1)，(X2, Y2)……(Xi, Yi)……(XN, Yn)中X為液體或氣體流量，Y為控制所述液體或氣體流量X的控制參數(shù)，其中i=l、2……N，N為自然數(shù)且NS 2，其中，最小二乘法公式中所述參 數(shù)a的計算公式為
4.一種流量控制裝置，其特征在于，包括: 選取單元，用于獲得預設的N組數(shù)據(jù)(U)，(X2, Y2)……(Xi, Yi)……(XN，YN)，在第一區(qū)間(XpX2)中選取M個數(shù)值:Xn，X12……Xlj……XimXim，或在第一區(qū)間(Y1J2)中選取M個數(shù)值:Yn，Y12……Ylj……Yim，其中j=l、2……M，M為自然數(shù)； 第二獲取單元，用于依據(jù)Xn，X12……Xlj……Xim或Yn，Y12……Ylj……Yim獲取M組數(shù)據(jù)(X11, Y11)，(X12, Y12)……(Xlj, Ylj)……(X1M, Yim)，其中 j=l、2……M, M 為自然數(shù)； 第二方程獲取單元，用于依據(jù)最小二乘法公式獲得與M+2組數(shù)據(jù)(X1J1), (X11, Y11),(X12, Y12)……(XmYli)……(X1M，Y1M)，(X2, Y2)所對應的線性方程的參數(shù)和參數(shù)Id1，其 中，最小二乘法公式中所述參數(shù)a的計算公式為
5.一種流量控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一處理器，用于依據(jù)最小二乘法獲得預設的N組數(shù)據(jù)(X1J1), (X2, Y2)……(Xi, Yi)……(Xn，Yn)所對應的線性方程的參數(shù)a和參數(shù)b，其中，所述預設的N組數(shù)據(jù)(X1, Y1)，(X2, Y2)……(Xi, Yi)……(XN, Yn)中X為液體或氣體流量，Y為控制所述液體或氣體流量X的控制參數(shù)，其中i=l、2……N，N為自然數(shù)且NS 2，其中，最小二乘法公式中所述參 數(shù)a的計算公式為
6.一種流量控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第二處理器，用于獲得預設的N組數(shù)據(jù)(X1, Y1)，(X2, Y2)……(Xi, Yi)……(XN，Yn)，在第一區(qū)間(X^X2)中選取M個數(shù)值:Xn，X12……Xlj……Xim或在第一區(qū)間(Y1J2)中選取M個數(shù)值:Yn，Y12……Ylj……Yim，其中j=l、2……M，M為自然數(shù)，依據(jù)Xn，X12……Xlj……Xm或 Yn，Y12……Ylj……Yim 獲取 M 組數(shù)據(jù)(Xn，Y11)，(X12, Y12)……(Xlj, Ylj)……(X1M，Yim)，其中j=l、2……M，M為自然數(shù)，依據(jù)最小二乘法公式獲得與M+2組數(shù)據(jù)(X1J1), (X11, Y11),(X12, Y12)……(XmYli)……(X1M，Y1M)，(X2, Y2)所對應的線性方程的參數(shù)和參數(shù)Id1，其中，最小二乘法公式中所述參數(shù)a的計算公式為
7.如權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一處理器或所述第二處理器為: 運行Matlab程序的計算機。
8.如權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一控制器或所述第二控制器包括: 可編程邏輯控制器PLC。
9.如權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一待控設備或所述第二待控設備包括: 變頻泵或閥位控 制器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種流量控制方法、裝置及系統(tǒng)，其核心思想為以液體或氣體的流量和控制參數(shù)組成的數(shù)據(jù)組作為基礎，利用最小二乘法進行運算得到兩個參數(shù)，由所述兩個參數(shù)得到液體或氣體的流量和控制參數(shù)所對應的線性關系。并根據(jù)液體或氣體流量的和控制參數(shù)的對應的線性關系，就可以根據(jù)液體或氣體的流量獲得對應的控制參數(shù)。從而不必采用PID控制方式或其他控制方式探索控制參數(shù)的大小，從而不會PID控制方式產(chǎn)生的超調(diào)現(xiàn)象。本發(fā)明可以精確控制液體或氣體流量，實現(xiàn)穩(wěn)定、實時、可靠的流量控制，符合工藝要求和企業(yè)的預期。
文檔編號G05B13/04GK103197692SQ20131012581
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者張元華, 談建功, 王文為, 李振剛, 許文菊, 王巧鸞, 黃鑫, 康凱, 董京帥, 展杰, 劉文奇 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司