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题名气量调节系统执行器失效故障的自愈调控算法研究
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作者
田毅
刘雯华
王瑶
张进杰
江志农
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机构
北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室
贵州航天凯山石油仪器有限公司
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第11期1958-1966,1976,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52101343)
中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(ZY2455)。
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文摘
往复压缩机运行过程中,如果其气量调节系统中的执行器失效,将可能影响压缩机的工作效率,甚至导致严重的问题。为此,构建了一种多执行器气量调节模型,提出了一种自愈调控算法,旨在有效应对执行器失效故障对系统性能和可靠性的影响。首先,建立了耦合执行器失效故障的压缩机多气阀并流机理模型,揭示了不同执行器故障模式对压缩机排气量、能耗、功率等热力学性能的影响规律,为后续研究自愈调控提供了基础数据;然后,提出了一种基于故障执行器隔离—负荷再分配—回流阀流量调整的执行器失效故障的自愈调控算法,该算法通过评估故障的劣化程度并启动相应调控策略,实现了系统自我修复的目标;最后,搭建了实验平台,分别进行了执行器失效故障实验和故障自愈调控实验,验证了自愈调控的快速性和稳定性。研究结果表明:气量调节系统的故障劣化程度跟执行器故障模式、系统工况参数有关;如果失效故障执行器数量增加,故障劣化程度会随之增加;如果系统工况负荷降低,故障劣化程度也会随之增加,据此可划分压缩机的故障劣化程度区间;通过启动自愈调控算法,成功抑制了故障的发展,分别在8 s、13 s内将发生轻度劣化、中度劣化故障工况的排气量波动调整至许可范围内,实现了将故障状态迅速恢复至正常状态的目标,从而满足了工业生产的要求。该研究可以为往复压缩机气量调节系统的稳定性和可靠性提供一种有效的应对方案。
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关键词
往复式压缩机
多执行器气量调节模型
故障劣化程度评估
调控策略
执行器故障模式
故障劣化程度
故障自愈调控
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Keywords
reciprocating compressor
multi-actuator air volume regulation model
evaluation of fault deterioration degree
control strategy
actuator failure fault mode
degree of fault deterioration
fault self-healing regulation
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分类号
TH457
[机械工程—机械制造及自动化]
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