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龍圖騰網恭喜大連理工大學申請的專利一種空氣壓縮機喘振預防自抗擾控制方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115929606B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202310115040.X，技術領域涉及：F04B49/06；該發明授權一種空氣壓縮機喘振預防自抗擾控制方法是由劉洋;張晗;趙珺;王偉設計研發完成，并于2023-02-15向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種空氣壓縮機喘振預防自抗擾控制方法在說明書摘要公布了：本發明屬于信息技術領域，提出一種空氣壓縮機喘振預防自抗擾控制方法。本發明從無量綱化防喘振控制入手，首先針對實際空氣壓縮機實際運行數據，計算并繪制空氣壓縮機的特性曲線，將其換算為簡化流量與壓頭特性，然后根據空壓機簡化流量與壓頭特性，計算喘振邊界線與防喘振控制線，進一步計算出實時喘振接近度與喘振偏差，最后根據喘振偏差，設計相應的自抗擾控制器，對空氣壓縮機進行防喘振控制。本發明不依賴對象精確模型，無需考慮動態耦合，易于實現，精度高且抗擾能力強；有效地防止空壓機喘振的產生，保證了控制的快速性與魯棒性；此方法在不同工業領域中均可有廣泛的應用。

本發明授權一種空氣壓縮機喘振預防自抗擾控制方法在權利要求書中公布了：1.一種空氣壓縮機喘振預防自抗擾控制方法，其特征在于，具體步驟如下：步驟一：從空壓機運行數據庫中讀取流量與輸出壓力數據，并計算空壓機的實時壓縮比與流量；步驟二：計算空壓機特性曲線；根據多變壓頭公式以及入口流量平方公式： 其中，Qs為流量，Hp為多變壓頭，ε為壓縮比，Zavg＝Zs+Zd2，Zs為壓縮機入口壓縮因子，Zd為壓縮機出口壓縮因子，Ts為壓縮機入口溫度，R為壓縮機出口壓縮因子，Ts為壓縮機入口溫度，Td為壓縮機出口溫度；Zavg與Zs的比率在壓縮機操作范圍內是相等的，得到簡化壓頭與簡化流量平方公式： 其中，qr表示簡化流量，hr為簡化壓頭；dPos為壓縮機入口流量孔板差壓，Ps為壓縮機入口壓力；利用上述公式繪制橫軸為簡化流量的平方qr2，縱軸為簡化壓頭hr的空壓機特性曲線；步驟三：計算喘振極限線SLL和防喘振控制線SCL；根據步驟二的空壓機特性曲線，計算喘振極限線SLL，即為空壓機在不同轉速下的特性曲線頂點構成的線；為預防喘振產生，須在操作點到達喘振極限線SLL之前施加控制，因此在喘振極限線SLL外側設置喘振控制裕度SCM；在喘振極限線SLL右邊設置一條初始防喘振控制線SCL，初始防喘振控制線SCL與喘振極限線SLL之間的裕度為SCM；SCM＝-b+nb0f4Z6式中，b為安全裕度初始大小，參數n為發生喘振次數，b0為每次發生喘振需增大的裕度，f4Z為線性特性函數，根據空壓機特性以及實際空壓機運行特性選取；步驟四：計算喘振接近度Ss；根據簡化流量與壓縮比計算喘振接近度： 式中，K為常數，根據空壓機實際特性選取；當Ss＝1時，操作點恰好位于喘振線上，空壓機發生喘振；當Ss＞1時，實際流量小于喘振流量，空壓機會發生喘振；當Ss＜1時，實際流量大于喘振流量，空壓機不會發生喘振；步驟五：計算喘振次數；根據步驟二的空壓機特性曲線以及步驟三的喘振極限線SLL，計算當前時刻值在空壓機特性曲線中距離空壓機特性曲線SLL的距離d，并計算此時等效速度v： 式中，qr0為當前時刻簡化流量，hr0為當前時刻簡化壓頭，t表示時間；確定當前時刻的操作點與處于當前等效速度所能運動的等效距離l：l＝v×Δt9Δt表示采樣時間；當等效距離l大于喘振控制裕度SCM時，n＝n+1，并更新SCM；步驟五：計算偏差值DEV；引入空壓機偏差量DEV作為控制量，即操作點與初始防喘振控制線SCL之間距離：DEV＝1-SCM-Ss10當DEV＝0時，操作點與喘振極限之間的距離等于SCM；當DEV＞0時，操作點與喘振極限之間的距離大于SCM，此時不進行防喘振控制；當DEV＜0時，操作點與喘振極限之間的距離小于SCM，對空壓機進行防喘振控制；步驟六：設計自抗擾控制器，即建立系統線性擴張狀態觀測器LESO及控制率設計；針對空壓機的模型特性，建立如下線性擴張狀態觀測器： 其中：y表示被控對象實際輸出，取為DEV，b10為控制器增益，表示線性擴張狀態觀測器的估計輸出，z表示狀態估計，L表示觀測矩陣，C為系統輸出矩陣；根據全維狀態觀測器設計原理，配置式10中特征方程的極點使其滿足誤差衰減速率，將其極點配置于w0處，得到：sI-A-LC＝s3+l1s2+l2s+l3＝s+w0311 其中，s為復頻率，w0為線性擴張狀態觀測器帶寬，為設定參數；控制率取為： 其中，u0由PD組合給出，u0＝kpref-z1-kd1z2-kd2z3，kp,kd1,kd2表示待整定控制器參數，取為kd1＝2wc、kd2＝1，ref表示設定值DEV0；wc表示控制器帶寬，z1、z2、z3表示擴張狀態觀測器狀態輸出，重復步驟四到步驟六，對空壓機進行喘振預防控制。

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