离心空压机性能分析预测方法及装置与流程

本发明属于空压机的，具体涉及一种离心空压机性能分析预测方法及装置。

背景技术：

1、压缩空气在工业领域具有重要作用，它不仅是工业生产中的三大动力之一，仅次于电力的第二大动力能源，还广泛应用于装备制造、汽车、冶金、电力、电子、医疗、纺织等工业领域。尽管压缩空气的能耗较高，但在工业领域中，其重要性不容忽视。为了降低能耗和提高效率，需要采取一系列的措施，包括优化系统设计、使用先进的节能技术、提高设备效率等。

2、在大型的压缩空气系统中，离心空压机由于其无油、流量大、效率高、可靠性高等特点得到大量的应用。但离心空压机的性能特性与螺杆空压机有极大的差异，离心空压机的流量、压力和功率特性会受到多种因素的影响，如机器的设计、使用条件和运行状态等。因此，在实际使用中，需要根据具体情况对离心空压机的特性进行评估，以使离心空压机在高效区间运转，提高压缩空气系统的工作效率。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种离心空压机性能分析预测方法及装置，通过采用多元回归分析方法对离心空压机的瞬时状态与实时数值进行拟合，模拟受到干扰的情况，测试离心空压机的性能变化，提高了离心空压机的性能测试的精准度，为离心空压机的维保和故障预测提供数据支持。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种离心空压机性能分析预测方法，包括下述步骤：

4、s1、获取离心空压机的性能属性，构建性能分析预测模型；

5、s2、利用性能分析预测模型，每隔x秒读取离心空压机的瞬时状态与实时数值，所述实时数值包括瞬时流量和瞬时功率；

6、s3、将读取的瞬时状态与实时数值进行数据筛查，并删除非运行数据和故障运行数据，获取非故障运行数据集；所述非故障运行数据集包括多个瞬时状态下的非故障运行数据；

7、s4、利用非故障运行数据集对瞬时功率和瞬时流量进行多元回归分析，获取瞬时状态的回归系数；

8、s5、通过回归系数的回归统计判断性能分析预测模型的置信度，将符合条件的回归系数及其时间戳储存；

9、s6、每隔p小时重复步骤s2-s5，获取离心空压机性能分析预测结果。

10、作为优选的技术方案，在进行读取数据时，如果离心空压机的实时数值一直处于相同的瞬时状态，则继续读取离心机的瞬时状态与实时数值，直至获取的数据包括多个瞬时状态下的非故障运行数据；

11、所述瞬时状态包括排气压力、进气导叶开度与放空阀开度，瞬时状态的数值在一定的范围内变化。

12、作为优选的技术方案，所述数据筛查，具体为：将读取到的瞬时状态与实时数值，划分为非故障运行数据、非运行数据以及故障运行数据。

13、作为优选的技术方案，所述多元回归分析包括瞬时流量拟合和瞬时功率拟合；

14、所述瞬时流量拟合，如下式：

15、y＝α0+α1x1+α2x2+α3x3

16、其中，y表示拟合的瞬时流量，α0表示瞬时流量拟合的截距，α1表示瞬时流量拟合的排气压力回归系数，α2表示瞬时流量拟合的进气导叶开度回归系数，α3表示瞬时流量拟合的放空阀开度回归系数，x1表示排气压力自变量，x2表示进气导叶开度的自变量，x3表示放空阀开度的自变量；

17、所述瞬时功率拟合，具体为：

18、z＝β0+β1x1+β2x2+βkx3

19、其中，z表示拟合的瞬时功率，β0表示截距、β1表示瞬时功率拟合的排气压力回归系数、β2表示瞬时功率拟合的进气导叶开度回归系数、β3表示瞬时功率拟合的放空阀开度回归系数。

20、作为优选的技术方案，所述回归系数的回归统计，具体为：

21、计算multiple r复相关系数，如下式：

22、

23、计算rsquare决定系数，如下式：

24、

25、计算adjusted rsquare调整后的决定系数，如下式：

26、

27、计算significance f，如下式：

28、

29、其中，βi表示回归系数，xi表示自变量，yi表示因变量，表示因变量的平均值，n表示样本数量，k表示自变量的数量，msr为回归均方和，mse为均方误差，yi是数据集中第i个样本的真实值，是此样本的预测值。

30、作为优选的技术方案，还包括以下步骤：

31、如果multiple r复相关系数、rsquare决定系数和adjusted rsquare调整后的决定系数的数值均大于设定的阈值，显著性f值小于设定的阈值，则符合条件完成所述瞬时流量和瞬时功率的拟合，保存回归系数及其时间戳储存；否则，跳回步骤s2。

32、作为优选的技术方案，所述性能属性包括额定压力、满载流量、满载功率、电机功率因数、电机满载电流、电机额定电压和电机服务系数。

33、第二方面，本发还提供了一种离心空压机性能分析预测系统，应用于所述的离心空压机性能分析预测方法，包括模型构建模块、数据采集模块、数据筛选模块、数据分析模块、数据处理模块和性能预测模块；

34、模型构建模块，用于获取离心空压机的性能属性，构建性能分析预测模型；

35、数据采集模块，用于利用性能分析预测模型，每隔x秒读取一次离心空压机的瞬时状态与实时数值，所述实时数值包括瞬时流量和瞬时功率；

36、数据筛选模块，用于将读取的瞬时状态与实时数值进行数据筛查，并删除非运行数据和故障运行数据，获取非故障运行数据集；所述非故障运行数据集包括多个瞬时状态下的非故障运行数据；

37、数据分析模块，用于利用非故障运行数据集对瞬时功率和瞬时流量进行多元回归分析，获取瞬时状态的回归系数；

38、数据处理模块，用于通过回归系数的回归统计判断性能分析预测模型的置信度，将符合条件的回归系数及其时间戳储存；

39、性能预测模块，用于每隔p小时重复步骤s2-s5，获取离心空压机性能分析预测结果。

40、第三方面，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

41、至少一个处理器；以及，

42、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

43、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述的离心空压机性能分析预测方法。

44、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现所述的离心空压机性能分析预测方法。

45、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

46、(1)本发明通过获取离心空压机不同运行时段的排气压力、进气导叶开度、放空阀开度、瞬时流量、瞬时功率的实际值，使用多元回归的方法实现了离心空压机的性能特性拟合，建立该台离心空压机在不同运行时段的数学模型，可为该离心空压机所在的压缩空气控制系统提供更贴合实际情况的数据支持，进而提高压缩空气系统的运行效率。

47、(2)本发明为维护人员提供该离心空压机在不同运行时间段的性能特性变化，为离心空压机的维保和故障预测提供数据支持。