恭喜百靈氣動科技有限公司王威凱獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜百靈氣動科技有限公司申請的專利基于流量動態調節的電磁閥精準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:CN119244805B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-02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:202411798424.7,技術領域涉及:F16K31/06;該發明授權基于流量動態調節的電磁閥精準控制方法是由王威凱;王勝平;陳坤勇;林振宇;吳冬梅;夏志良設計研發完成,并于2024-12-09向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于流量動態調節的電磁閥精準控制方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種基于流量動態調節的電磁閥精準控制方法,通過傳感器實時采集工作參數,獲取電磁閥的實時工況數據,并對數據進行降噪和歸一化預處理,生成綜合工況特征向量。基于該特征向量和目標輸出參數,通過預測算法計算未來工況的流量、溫度和出口壓力值。結合計算出的未來工況和實時工況數據,生成優化的控制信號,用于動態調節電磁閥的開度,實現對流量和壓力的初步動態控制。通過高頻采樣實時監測出口壓力和流量,計算實際輸出與目標值之間的偏差,并基于偏差修正控制信號。本發明適用于對復雜工況下的電磁閥進行高精度流量和壓力調節,具有響應快速、調節精度高的特點,可廣泛應用于環保、工業自動化及流體控制領域。
本發明授權基于流量動態調節的電磁閥精準控制方法在權利要求書中公布了:1.一種基于流量動態調節的電磁閥精準控制方法,其特征在于,包括:通過傳感器實時采集環境壓力、電磁閥出口壓力、流量和溫度在內的電磁閥工作參數,獲取電磁閥的實時工況數據;對所述實時工況數據進行包括數據降噪和歸一化在內的預處理,獲得綜合工況特征向量;根據所述綜合工況特征向量以及預設的目標輸出壓力值和流量值,通過預測算法計算未來工況的流量、溫度和出口壓力值;基于計算出的未來工況的流量、溫度和出口壓力值,結合實時工況特征向量,對PID控制算法的比例參數、積分參數和微分參數進行自適應調整,生成優化的電磁閥控制信號;將所述優化的電磁閥控制信號作用于電磁閥,以動態調節電磁閥的開度,從而初步實現流量和壓力的動態控制;通過高頻采樣實時監測電磁閥出口的流量和壓力,將監測到的實際輸出值與目標輸出值進行對比,計算控制偏差;基于所述控制偏差,修正電磁閥的控制信號,使其與工況需求精確匹配,實現對流量和壓力的精準動態控制;其中,所述根據所述綜合工況特征向量以及預設的目標輸出壓力值和流量值,通過預測算法計算未來工況的流量、溫度和出口壓力值,包括:根據如下的公式1,構建歷史工況特征矩陣: ;其中,是當前時間點;是歷史采樣點的數量;表示第個歷史時間點的出口壓力值,通過記錄的歷史采集數據獲得;表示第個歷史時間點的溫度值,通過記錄的歷史采集數據獲得;表示第個歷史時間點的流量值,通過記錄的歷史采集數據獲得;表示工況關聯特征,通過如下的公式2計算獲得: ;其中,是歷史采樣的時間間隔;表示第個歷史時間點的流量值;表示第個歷史時間點的出口壓力值;表示表示第個歷史時間點的溫度值;針對歷史工況特征矩陣中第行構成的歷史特征點,按照如下的公式3計算其非線性權重: ;其中,表示每個特征點對應的時間戳,;為時間衰減因子;為工況關聯系數;根據如下的公式4,預測未來流量、溫度和出口壓力值: ;其中,為未來時刻的出口壓力預測值;為未來時刻的溫度預測值;為未來時刻的流量預測值;和為非線性回歸系數矩陣,基于歷史數據通過最小二乘法擬合獲得;為偏置項,根據歷史數據計算確定;為非線性權重矩陣,采用如下的公式5表示: ;其中,非線性權重矩陣是一個對角矩陣,其對角線上的為根據公式(3)獲得的非線性權重;是歷史采樣點的數量;所述基于計算出的未來工況的流量、溫度和出口壓力值,結合實時工況特征向量,對PID控制算法的比例參數、積分參數和微分參數進行自適應調整,生成優化的電磁閥控制信號,包括:根據如下的公式(6),計算調整后的比例參數: ;其中,為比例參數的初始值,根據流量和壓力的初始調節需求設定;為通過預測算法得出的未來出口壓力值;為實時監測的電磁閥出口壓力值;為目標出口壓力值,由系統的設定需求決定;為通過預測算法得出的未來流量值;為實時監測的流量值;為目標流量值,由系統的設定需求決定;為實時采樣的單位時間流量變化量;為實時采樣的單位時間出口壓力變化量;、和為權重系數;根據如下的公式(7),計算調整后的積分參數: ;其中,為積分參數的初始值,由電磁閥的響應時間需求設定;為當前時間點,初始時間點為電磁閥的開始運行時間;為目標出口壓力值,由系統的設定需求決定;表示在時間的實時出口壓力值;為通過預測算法得出的未來流量值;為實時監測的流量值;為目標流量值,由系統的設定需求決定;為實時采樣的單位時間出口壓力變化量;、和為權重系數;根據如下的公式(8),計算調整后的積分參數: ;其中,微分參數的初始值,由系統的動態穩定性需求設定;為單位時間內的流量變化速率;為單位時間內的出口壓力變化速率;為通過預測算法得出的未來溫度;為當前溫度;和為權重系數;根據計算出來的調整后的比例參數、調整后的積分參數以及調整后的積分參數,利用如下的公式(9),生成電磁閥的優化控制信號: ;其中,為實時偏差,定義為;為目標出口壓力值,由系統的設定需求決定;表示在當前時間的實時出口壓力值;為通過預測算法得出的未來出口壓力值;為實時監測的電磁閥出口壓力值;為通過預測算法得出的未來流量值;為實時監測的流量值;為目標流量值,由系統的設定需求決定;和為權重系數。
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