一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法及系统

技术领域

本发明涉及离心泵优化技术领域，具体涉及一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法及系统。

背景技术

在磁悬浮式磁力驱动离心泵中，通过磁悬浮技术实现了无接触传动，避免了传统机械轴承存在的摩擦和磨损问题，提高了离心泵的运行稳定性和效率。然而，在实际应用中，离心泵的参数优化仍然是一个重要的技术挑战，特别是在面对实际工况变化、测量误差以及不确定因素时，需要对离心泵的参数进行精确的优化和调整。

现有技术中存在的磁悬浮式磁力驱动离心泵工作由于无法对不同状态下的离心泵进行监测寻优而导致离心泵参数优化的精确度不够，使得最终关于磁悬浮式磁力驱动离心泵的稳定性和效率得不到提高。

发明内容

本申请提供了一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法及系统，解决了现有技术中存在的磁悬浮式磁力驱动离心泵工作由于无法对不同状态下的离心泵进行监测寻优而导致离心泵参数优化精确度不够的问题，实现了关于磁悬浮式磁力驱动离心泵的稳定性和效率得到有效提高。

鉴于上述问题，本申请提供了一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法。

第一方面，本申请提供了一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法，方法包括：获取待控制的目标液体的液体基础信息，液体基础信息包括液体成分信息、液体温度信息，通过所述液体基础信息和工作需求信息设定启动扭矩和稳态扭矩；基于所述启动扭矩和所述稳态扭矩进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的初始控制参数寻优；建立初始控制参数寻优结果的映射标定运行参数；在所述磁悬浮式磁力驱动离心泵配置传感器组，所述传感器组包括流量传感器和设置在驱动部件和被驱动部件的同步传感器；基于映射标定运行参数完成启动态和稳态的时间节点分割，并通过时间节点分割结果调用传感器组的监测数据；基于监测数据和映射标定运行参数、工作需求信息进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行状态分析，生成优化参数；通过所述优化参数进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理。

第二方面，本申请提供了一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化系统，系统包括：液体基础信息模块：获取待控制的目标液体的液体基础信息，液体基础信息包括液体成分信息、液体温度信息，通过所述液体基础信息和工作需求信息设定启动扭矩和稳态扭矩；控制参数寻优模块：基于所述启动扭矩和所述稳态扭矩进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的初始控制参数寻优；标定运行参数模块：建立初始控制参数寻优结果的映射标定运行参数；传感器组配置模块：在所述磁悬浮式磁力驱动离心泵配置传感器组，所述传感器组包括流量传感器和设置在驱动部件和被驱动部件的同步传感器；监测数据调用模块：基于映射标定运行参数完成启动态和稳态的时间节点分割，并通过时间节点分割结果调用传感器组的监测数据；优化参数模块生成：基于监测数据和映射标定运行参数、工作需求信息进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行状态分析，生成优化参数；运行管理进行模块：通过所述优化参数进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供的一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法及系统，通过获取待控制的目标液体的液体基础信息，再根据液体基础信息和工作需求信息设定启动扭矩和稳态扭矩，并进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的初始控制参数寻优，建立初始控制参数寻优结果的映射标定运行参数，然后在磁悬浮式磁力驱动离心泵配置传感器组，传感器组包括流量传感器和设置在驱动部件和被驱动部件的同步传感器，基于映射标定运行参数完成启动态和稳态的时间节点分割，并通过时间节点分割结果调用传感器组的监测数据，最后基于监测数据和映射标定运行参数、工作需求信息进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行状态分析，生成优化参数，并进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理，解决了现有技术中存在的磁悬浮式磁力驱动离心泵工作由于无法对不同状态下的离心泵进行监测寻优而导致离心泵参数优化精确度不够的问题，实现了关于磁悬浮式磁力驱动离心泵的稳定性和效率得到有效提高。

附图说明

图1为本申请提供了一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法流程示意图；

图2为本申请提供了一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化系统结构示意图。

附图标记说明：液体基础信息模块11，控制参数寻优模块12，标定运行参数模块13，传感器组配置模块14，监测数据调用模块15，优化参数模块生成16，运行管理进行模块17。

具体实施方式

本申请通过提供一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法及系统，通过获取待控制的目标液体的液体基础信息，再根据液体基础信息和工作需求信息设定启动扭矩和稳态扭矩，并进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的初始控制参数寻优，建立初始控制参数寻优结果的映射标定运行参数，然后在磁悬浮式磁力驱动离心泵配置传感器组，传感器组包括流量传感器和设置在驱动部件和被驱动部件的同步传感器，基于映射标定运行参数完成启动态和稳态的时间节点分割，并通过时间节点分割结果调用传感器组的监测数据，最后基于监测数据和映射标定运行参数、工作需求信息进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行状态分析，生成优化参数，并进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理。解决了现有技术中存在的磁悬浮式磁力驱动离心泵工作由于无法对不同状态下的离心泵进行监测寻优而导致离心泵参数优化精确度不够的问题，实现了关于磁悬浮式磁力驱动离心泵的稳定性和效率得到有效提高。

实施例一

如图1所示，本申请提供了一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法及系统，方法包括：

获取待控制的目标液体的液体基础信息，液体基础信息包括液体成分信息、液体温度信息，通过所述液体基础信息和工作需求信息设定启动扭矩和稳态扭矩；

通过大数据建立流体粘度和扭矩的映射数据库；

以所述工作需求信息作为筛选标签，执行映射数据库内的数据筛选，建立初始筛选数据集；

将所述液体成分信息、液体温度信息同步至粘度拟合通道，生成粘度拟合结果；

通过所述粘度拟合结果对所述初始筛选数据集匹配，建立扭矩解空间；

基于所述扭矩解空间设定启动扭矩和稳态扭矩。

液体基础信息是目标液体的基础信息，包括液体成分和液体温度。工作需求信息是通过该目标液体进行工作内容所需要的达到的指标信息，主要通过液体基础信息和工作需求信息对液体粘度进行分析。通过大数据收集大量的流体粘度和扭矩数据，并对收集到的大量流体粘度和扭矩数据进行数据筛选，再对筛选之后的数据进行统计和分析，建立一个映射数据库。该数据库记录了不同流体粘度和扭矩之间的关系。将液体成分信息和液体温度信息输入至粘度拟合通道。粘度拟合通道利用输入的信息进行算法计算和模型拟合，生成粘度拟合结果。将粘度拟合结果与初始筛选数据集进行匹配，并根据匹配结果在空间中建立对应关系，得到扭矩解空间。通过与粘度拟合结果相匹配的数据，可以确定不同流体粘度下的扭矩范围和变化规律。根据建立的扭矩解空间，设定磁悬浮式磁力驱动离心泵的启动扭矩和稳态扭矩。启动扭矩和稳态扭矩的设定值可以根据流体粘度和扭矩的映射关系，以及工作需求信息进行选择和调整，以满足具体的工作需求。通过构建映射数据库，并根据数据库进行启动扭矩和稳态扭矩的设定，能够确保离心泵在不同流体条件下具有合适的扭矩控制，以实现高效运行和管理。

基于所述启动扭矩和所述稳态扭矩进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的初始控制参数寻优；

首先设定初始控制参数，根据启动扭矩和稳态扭矩的值，设定磁悬浮式磁力驱动离心泵的初始控制参数。可以根据启动扭矩和稳态扭矩的要求，选择适当的控制参数值作为初始值。并选择适合的寻优算法进行参数寻优。寻优算法包括遗传算法、粒子群优化算法、模拟退火算法等。根据具体情况，选择最合适的算法进行参数调优。进一步建立一个目标函数，用于评估不同控制参数组合的性能。目标函数可以根据具体应用需求来定义，如最小化能耗、最大化效率等。利用所选的寻优算法，在定义的控制参数范围内搜索最优的控制参数组合。算法会根据目标函数的要求，不断调整控制参数，直到找到最优解。根据寻优算法的结果，评估不同参数组合的性能，并选择具有最佳性能的参数组合作为最终的初始控制参数，并根据该初始控制参数进行寻优，得到初始控制参数寻优结果，为后续建立初始控制参数寻优结果的映射标定运行参数提供数据基础。

建立初始控制参数寻优结果的映射标定运行参数；

在所述磁悬浮式磁力驱动离心泵配置传感器组，所述传感器组包括流量传感器和设置在驱动部件和被驱动部件的同步传感器；

基于映射标定运行参数完成启动态和稳态的时间节点分割，并通过时间节点分割结果调用传感器组的监测数据；

根据初始控制参数寻优的结果，将最优参数组合映射到具体的运行参数。运行参数包括电流、电压、频率，转速等。通过将初始控制参数与实际运行参数进行映射标定，能够确保离心泵在运行时按照最优参数进行调整。进一步配置传感器组，在磁悬浮式磁力驱动离心泵中配置流量传感器和同步传感器。其中，流量传感器用于监测流体的流量情况，而同步传感器用于监测驱动部件和被驱动部件之间的同步状态。然后完成启动态和稳态的时间节点分割，基于映射标定的运行参数，确定启动态和稳态的时间节点。其中，启动态通常指的是离心泵在启动过程中的阶段，稳态则指运行稳定时的阶段。根据不同的应用需求，可以选择合适的时间节点进行分割。再调用传感器组的监测数据，根据时间节点分割的结果，在相应的时间段内调用传感器组的监测数据。其中，流量传感器可以提供流体流量的监测数据，同步传感器可以提供驱动部件和被驱动部件之间的同步状态数据。通过将启动态和稳态分割为不同的时间节点，并利用传感器组提供的监测数据来监控离心泵的运行情况，能够及时调整和优化离心泵的工作状态，以实现高效、稳定的运行。

基于监测数据和映射标定运行参数、工作需求信息进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行状态分析，生成优化参数；

通过所述优化参数进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理。

利用传感器组提供的监测数据和映射标定的运行参数，获取离心泵的实时运行状态信息。分析运行状态即根据监测数据、映射标定的运行参数以及工作需求信息，对离心泵的运行状态进行分析。根据工作需求信息，比如所需流量、所需压力等，结合实际监测数据，判断当前运行状态是否符合要求，并根据运行状态分析的结果，生成优化参数。优化参数包括调整控制参数、修改工作模式、调整运行策略等。通过优化参数的调整，可以使离心泵在实际运行中更好地满足工作需求，提高效率和稳定性。根据生成的优化参数，进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理。具体而言，根据优化参数，调整离心泵的控制参数，改变工作模式，优化运行策略等，以实现更好的运行效果，确保离心泵在实际运行中按照最佳参数进行调整，以实现高效、稳定、符合工作需求的运行状态。

进一步而言，所述方法还包括：

在所述扭矩解空间内随机分布三个聚类中心，当聚类中心的判定结果为判定生成时，则聚类中心初始分布完成；

基于所述聚类中心进行聚类搜索，并在每一轮聚类搜索完成后执行聚类中心位置的梯度更新；

执行聚类搜索的搜索迭代，完成聚类，并基于聚类结果的聚类大小构建约束比例；

通过约束比例进行聚类结果的聚类中心加权计算，完成启动扭矩和稳态扭矩的设定。

在扭矩解空间内随机生成三个聚类中心，用于聚类搜索。如果聚类中心的判定结果为判定生成，则聚类中心初始分布完成。基于聚类中心进行聚类搜索，即根据随机生成的聚类中心进行聚类搜索，并在每一轮聚类搜索完成后执行聚类中心位置的梯度更新，梯度更新是指通过将新的聚类中心取代旧的聚类中心，这样可以通过迭代搜索方法，逐步找到合适的聚类中心位置和聚类大小。执行聚类搜索的搜索迭代，完成聚类：通过多次聚类搜索迭代，可以得到稳定的聚类结果。这些聚类结果可以根据聚类大小构建约束比例，以约束不同聚类之间的权重比例，即聚类大小越大，该聚类权重就越大。最后通过约束比例进行聚类结果的加权计算，基于约束比例，对不同聚类进行加权计算，得到不同聚类的权重比例，从而确定启动扭矩和稳态扭矩的设定值。通过聚类搜索和加权计算方法，确定不同聚类的权重比例，从而更加高效的得到启动扭矩和稳态扭矩的设定值。

进一步而言，所述方法还包括：

调用稳态节点，并基于稳态节点获取流量传感器的流量监测数据；

通过所述流量监测数据和所述工作需求信息进行流量认证，生成稳态流量误差；

通过所述稳态流量误差进行所述优化参数补偿，根据补偿后的优化参数执行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理。

稳态节点是指离心泵运行稳定时的阶段。基于之前的时间节点分割，选择稳态节点，并获取流量传感器在该节点的流量监测数据。进一步将所获取的流量监测数据与工作需求信息进行对比和认证，其中，工作需求信息包括所需的实际流量值或流量范围。通过对比监测数据和工作需求信息，判断实际流量是否符合要求，并根据判断结果生成稳态流量误差，如果实际流量与工作需求不完全匹配，可以计算出稳态流量误差，稳态流量误差表示实际流量与工作需求之间的差异，可以用来评估离心泵的流量控制精度。进一步进行优化参数补偿，根据稳态流量误差，调整之前生成的优化参数。优化参数补偿的目的是通过调整优化参数，使实际流量更接近工作需求，减小稳态流量误差。补偿包括控制参数的微调、运行策略的调整等。根据补偿后的优化参数，执行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理，即将补偿后的优化参数应用于离心泵的控制系统，实现流量的控制和稳定。通过持续监测流量和调整优化参数，可以使离心泵在实际运行中更好地满足工作需求。

进一步而言，所述方法还包括：

基于补偿后的优化参数重构稳态节点，并基于重构后的稳态节点进行同步传感器进行数据采集；

通过同步传感器的采集结果进行一致性校验，生成一致性校验结果；

根据一致性校验结果进行磁场电流阶梯优化，根据磁场电流阶梯优化结果进行补偿后的优化参数修正。

基于补偿后的优化参数，重新确定稳态节点，通过补偿后的优化参数进行重构，可以更准确地确定稳态节点。基于重构后的稳态节点，进行同步传感器的数据采集，获取同步传感器的采集结果。同步传感器可以采集离心泵在稳态节点下的相关数据，例如振动、温度等。根据同步传感器的采集结果，进行一致性校验。一致性校验是通过对比不同传感器采集的数据，判断不同传感器采集的数据之间的一致性程度。如果传感器数据之间存在较大差异，需要进行进一步的调整和修正。再根据一致性校验的比较结果，生成一致性校验结果。一致性校验结果可以反映传感器数据之间的差异程度，以及是否满足一致性要求，并可以判断是否需要进一步优化和修正。根据一致性校验结果，进行磁场电流阶梯的优化。磁场电流阶梯是指根据离心泵的工作需求和稳定性要求，确定不同电流级别下的磁场控制参数。通过优化磁场电流阶梯，可以提高离心泵的运行稳定性和效果。最后根据磁场电流阶梯优化的结果，对之前补偿后的优化参数进行修正，使优化参数更适应新的磁场电流阶梯，以进一步提升离心泵的运行性能。

进一步而言，所述方法还包括：

若一致性校验结果为一致性通过结果，则生成磁场电流降低的阶梯验证；

记录不一致节点对应的第一磁场电流数据，并通过所述流量传感器确定流量稳态数据；

通过所述流量稳态数据进行所述第一磁场电流数据的宽容扩充，基于第一宽容扩充结果完成磁场电流阶梯优化。

若一致性校验结果为一致性未通过结果，则生成磁场电流升高的阶梯验证；

记录一致节点对应的第二磁场电流数据，并通过所述流量稳态数据进行所述第二磁场电流数据的宽容扩充，基于第二宽容扩充结果完成磁场电流阶梯优化。

根据一致性校验结果，生成磁场电流降低的阶梯验证。记录不一致节点对应的第一磁场电流数据，不一致节点对应的第一磁场电流数据即为不同步的磁力节点。确定流量稳态数据，即通过流量传感器确定流量稳态数据。流量稳态数据是指离心泵在稳态节点下的流量数据。并进行第一磁场电流数据的宽容扩充，宽容扩充是指在数据分析和处理过程中，对原始数据进行一定程度的调整或修改，以考虑可能存在的测量误差、不确定性或其他因素的影响。基于流量稳态数据，可通过容忍度设置、差值或平滑、缩小或标准化和加权或调整等方式对第一磁场电流数据进行宽容扩充，宽容扩充能够考虑存在的测量误差和不确定性，以提高优化结果的准确性和可靠性。并根据第一宽容扩充结果，优化磁场电流阶梯，通过优化后的磁场电流阶梯，可以提高离心泵的运行稳定性和效果。

如果一致性校验结果为一致性未通过，则需要进行磁场电流升高的阶梯验证。首先生成磁场电流升高的阶梯验证，根据一致性校验结果，生成磁场电流升高的阶梯验证。并根据一致性校验结果，记录一致节点对应的第二磁场电流数据。通过流量传感器确定流量稳态数据。并根据流量稳态数据对第二磁场电流数据进行宽容扩充，可通过容忍度设置、差值或平滑、缩小或标准化和加权或调整等方式对第二磁场电流数据进行宽容扩充。并根据第二宽容扩充结果，优化磁场电流阶梯。通过第二宽容扩充结果优化后的磁场电流阶梯，能够提高离心泵的运行稳定性和效果。

实施例二

基于与前述实施例中一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法相同的发明构思，如图2所示，本申请提供了一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化系统，所述系统包括：

液体基础信息模块11：所述液体基础信息模块11用于获取待控制的目标液体的液体基础信息，液体基础信息包括液体成分信息、液体温度信息，通过所述液体基础信息和工作需求信息设定启动扭矩和稳态扭矩；

控制参数寻优模块12：所述控制参数寻优模块12用于基于所述启动扭矩和所述稳态扭矩进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的初始控制参数寻优；

标定运行参数模块13：所述标定运行参数模块13用于建立初始控制参数寻优结果的映射标定运行参数；

传感器组配置模块14：所述传感器组配置模块14用于在所述磁悬浮式磁力驱动离心泵配置传感器组，所述传感器组包括流量传感器和设置在驱动部件和被驱动部件的同步传感器；

监测数据调用模块15：所述监测数据调用模块15用于基于映射标定运行参数完成启动态和稳态的时间节点分割，并通过时间节点分割结果调用传感器组的监测数据；

优化参数模块生成16：所述优化参数模块生成16用于基于监测数据和映射标定运行参数、工作需求信息进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行状态分析，生成优化参数；

运行管理进行模块17：所述运行管理进行模块17用于通过所述优化参数进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理。

进一步而言，所述系统还包括：

获取待控制的目标液体的液体基础信息，液体基础信息包括液体成分信息、液体温度信息，通过所述液体基础信息和工作需求信息设定启动扭矩和稳态扭矩；

基于所述启动扭矩和所述稳态扭矩进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的初始控制参数寻优；

建立初始控制参数寻优结果的映射标定运行参数；

在所述磁悬浮式磁力驱动离心泵配置传感器组，所述传感器组包括流量传感器和设置在驱动部件和被驱动部件的同步传感器；

基于映射标定运行参数完成启动态和稳态的时间节点分割，并通过时间节点分割结果调用传感器组的监测数据；

基于监测数据和映射标定运行参数、工作需求信息进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行状态分析，生成优化参数；

通过所述优化参数进行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理。

进一步而言，所述系统还包括：

通过大数据建立流体粘度和扭矩的映射数据库；

以所述工作需求信息作为筛选标签，执行映射数据库内的数据筛选，建立初始筛选数据集；

将所述液体成分信息、液体温度信息同步至粘度拟合通道，生成粘度拟合结果；

通过所述粘度拟合结果对所述初始筛选数据集匹配，建立扭矩解空间；

基于所述扭矩解空间设定启动扭矩和稳态扭矩。

进一步而言，所述系统还包括：

在所述扭矩解空间内随机分布三个聚类中心，当聚类中心的判定结果为判定生成时，则聚类中心初始分布完成；

基于所述聚类中心进行聚类搜索，并在每一轮聚类搜索完成后执行聚类中心位置的梯度更新；

执行聚类搜索的搜索迭代，完成聚类，并基于聚类结果的聚类大小构建约束比例；

通过约束比例进行聚类结果的聚类中心加权计算，完成启动扭矩和稳态扭矩的设定。

进一步而言，所述系统还包括：

调用稳态节点，并基于稳态节点获取流量传感器的流量监测数据；

通过所述流量监测数据和所述工作需求信息进行流量认证，生成稳态流量误差；

通过所述稳态流量误差进行所述优化参数补偿，根据补偿后的优化参数执行磁悬浮式磁力驱动离心泵的运行管理。

进一步而言，所述系统还包括：

基于补偿后的优化参数重构稳态节点，并基于重构后的稳态节点进行同步传感器进行数据采集；

通过同步传感器的采集结果进行一致性校验，生成一致性校验结果；

根据一致性校验结果进行磁场电流阶梯优化，根据磁场电流阶梯优化结果进行补偿后的优化参数修正。

进一步而言，所述系统还包括：

若一致性校验结果为一致性通过结果，则生成磁场电流降低的阶梯验证；

记录不一致节点对应的第一磁场电流数据，并通过所述流量传感器确定流量稳态数据；

通过所述流量稳态数据进行所述第一磁场电流数据的宽容扩充，基于第一宽容扩充结果完成磁场电流阶梯优化。

进一步而言，所述系统还包括：

若一致性校验结果为一致性未通过结果，则生成磁场电流升高的阶梯验证；

记录一致节点对应的第二磁场电流数据，并通过所述流量稳态数据进行所述第二磁场电流数据的宽容扩充，基于第二宽容扩充结果完成磁场电流阶梯优化。

本说明书通过前述对一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种磁悬浮式磁力驱动离心泵的参数优化方法，对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。