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循环运行参数的智能控制方法、装置及设备

申请号 CN202311375936.8 申请日 2023-10-23 公开(公告)号 CN117869281A 公开(公告)日 2024-04-12
申请人 深圳泰控科技有限公司; 发明人 徐振; 黄桂连; 方统孝; 张奕基;
摘要 本 申请 适用于 水 泵 技术领域,提供了一种 循环泵 运行参数的智能控制方法、装置及设备,该循环泵运行参数的智能控制方法,包括:实时获取循环泵的流量和功率,将获取的流量和功率输入预先构建的流量与功率关系模型进行分析,得到循环泵的运行效率;基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速进行动态调整。通过利用流量与功率关系模型 对流 量和功率进行分析,能够对循环泵的转速基于循环泵的运行效率进行动态调整,以保证循环泵在不同负载条件下保持高效运行,实现 能源 的有效利用。
权利要求

1.一种循环运行参数的智能控制方法,其特征在于,包括:
实时获取循环泵的流量和功率;
将所述流量和所述功率输入预先构建的流量与功率关系模型进行分析,得到所述循环泵的运行效率;
基于所述循环泵的运行效率,对所述循环泵的转速进行动态调整。
2.如权利要求1所述的循环泵运行参数的智能控制方法,其特征在于,所述预先构建的流量与功率关系模型为随机森林模型,所述随机森林模型包括第一预设数量的决策树、第二预设数量的随机种子和决策函数;
在所述将所述流量和所述功率输入预先构建的流量与功率关系模型进行分析之前,还包括:所述随机森林模型的训练步骤;
所述随机森林模型的训练步骤,包括:
针对任一所述决策树的每个节点的决策过程,从流量和功率的训练集中有放回的进行抽样,得到流量和功率的抽样样本;
从所述流量和功率的训练集中选择一个随机的流量和功率子集进行分割,得到流量和功率的特征子集;
基于所述抽样样本以及所述子集,对所述决策树基于递归分裂算法构建决策树,在基于所述递归分裂算法构建决策树的过程中,基于所述随机种子确保所述决策树的随机性,得到训练之后的决策树;其中,所述决策函数对各决策树的预测结果进行处理,得到针对所述循环泵的运行效率的预测结果。
3.如权利要求2所述的循环泵运行参数的智能控制方法,其特征在于,所述基于所述抽样样本以及所述子集,对所述决策树基于递归分裂算法构建决策树,包括:
从所述决策树的根节点开始,基于所述抽样样本以及所述子集,对所述决策树的节点进行分割;
依次获取所述抽样样本以及所述子集中各流量和功率对应的循环泵属性以及计算各循环泵属性的信息增益;
分别选取信息增益最大的循环泵属性,确定所述信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率;
基于所述信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,对分割后的所述决策树的节点逐次递归分裂,构建决策树。
4.如权利要求3所述的循环泵运行参数的智能控制方法,其特征在于,所述基于所述抽样样本以及所述子集,对所述决策树的节点进行分割,包括:
基于所述抽样样本以及所述子集,构建流量和功率的二元层级树,所述二元层级树的节点看作是N个M维空间的点集;
选择空间中的两质心作为分割点,以垂直于过两质心的直线的超平面来分割整个空间,分割后的子空间执行同样的操作,直至空间中全部点分割完毕。
5.如权利要求3或4所述的循环泵运行参数的智能控制方法,其特征在于,所述循环泵属性包括:管道阻、泵性能曲线、液体的性质、流体温度以及环境条件中的至少两种;
所述循环泵属性的信息增益,包括:循环泵属性的熵与对应循环泵属性的条件熵之差。
6.如权利要求5所述的循环泵运行参数的智能控制方法,其特征在于,所述基于所述信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,对分割后的所述决策树的节点逐次递归分裂,构建决策树,包括:
分别选取信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,以所述流量和功率作为当前节点的划分属性;
基于所述划分属性创建一个决策树节点,根据所述划分属性的取值将当前数据集划分为若干个子集,每个所述子集对应于划分属性的一个取值;
重复执行上述步骤,直至满足预设递归分裂停止条件,得到构建的决策树。
7.如权利要求1所述的循环泵运行参数的智能控制方法,其特征在于,所述基于所述循环泵的运行效率,对所述循环泵的转速进行动态调整,包括:
基于所述循环泵的运行效率,对所述循环泵的转速使用变速设备进行实时控制,将所述循环泵的运行点动态调整至循环泵效率曲线的预设位置
8.一种循环泵运行参数的智能控制装置,其特征在于,包括:
获取模,用于实时获取循环泵的流量和功率;
分析模块,用于将所述流量和所述功率输入预先构建的流量与功率关系模型进行分析,得到所述循环泵的运行效率;
调整模块,用于基于所述循环泵的运行效率,对所述循环泵的转速进行动态调整。
9.一种循环泵运行参数的智能控制设备,所述设备包括:处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7所述方法的步骤。

说明书全文

循环运行参数的智能控制方法、装置及设备

技术领域

[0001] 本申请涉及泵技术领域,尤其涉及一种循环泵运行参数的智能控制方法、装置及设备。

背景技术

[0002] 近年来,随着水泵技术的不断发展,对水泵流量的控制精度要求也越来越高。
[0003] 目前,在水泵流量控制中,常使用流量与功率的关系,通过功率来间接表征流量。然而,在大型水泵系统中,由于水泵之间存在电气和结构上的差异,导致功率和流量之间的数学关系会发生变化,从而基于固定的功率与流量之间的数学关系无法准确描述不同水泵的流量。导致一些水泵在关闭后无法进入睡眠状态,或者在进入睡眠状态后无法退出或出现反复启停的现象。使得循环泵无法在不同负载条件下保持高效运行。
[0004] 因此,如何使得循环泵在不同负载条件下保持高效运行,实现能源的有效利用是亟待解决的技术问题。发明内容
[0005] 本申请实施例提供了一种循环泵运行参数的智能控制方法、装置及设备,能够使循环泵在不同负载条件下保持高效运行,从而实现能源的有效利用。
[0006] 第一方面,本申请实施例提供了一种循环泵运行参数的智能控制方法,包括:实时获取循环泵的流量和功率;
[0007] 将流量和功率输入预先构建的流量与功率关系模型进行分析,得到循环泵的运行效率;
[0008] 基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速进行动态调整。
[0009] 在一实施例中,预先构建的流量与功率关系模型为随机森林模型,随机森林模型包括第一预设数量的决策树、第二预设数量的随机种子和决策函数;随机森林模型的训练过程包括:针对任一决策树的每个节点的决策过程,从流量和功率的训练集中有放回的进行抽样,得到流量和功率的抽样样本;从流量和功率的训练集中选择一个随机的流量和功率子集进行分割,得到流量和功率的特征子集;基于抽样样本以及子集,对决策树基于递归分裂算法构建决策树,在基于递归分裂算法构建决策树的过程中,基于随机种子确保决策树的随机性,得到训练之后的决策树;其中,决策函数对各决策树的预测结果进行处理,得到针对循环泵的运行效率的预测结果。
[0010] 在一实施例中,基于抽样样本以及子集,对决策树基于递归分裂算法构建决策树,包括:从决策树的根节点开始,基于抽样样本以及子集,对决策树的节点进行分割;依次获取抽样样本以及子集中各流量和功率对应的循环泵属性以及计算各循环泵属性的信息增益;分别选取信息增益最大的循环泵属性,确定信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率;基于信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,对分割后的决策树的节点逐次递归分裂,构建决策树。
[0011] 在一实施例中,基于抽样样本以及子集,对决策树的节点进行分割,包括:基于抽样样本以及子集,构建流量和功率的二元层级树,二元层级树的节点看作是N个M维空间的点集;选择空间中的两质心作为分割点,以垂直于过两质心的直线的超平面来分割整个空间,分割后的子空间执行同样的操作,直至空间中全部点分割完毕。
[0012] 在一实施例中,循环泵属性包括:管道阻、泵性能曲线、液体的性质、流体温度以及环境条件中的至少两种;循环泵属性的信息增益,包括:循环泵属性的熵与对应循环泵属性的条件熵之差。
[0013] 在一实施例中,基于信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,对分割后的决策树的节点逐次递归分裂,构建决策树,包括:分别选取信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,以流量和功率作为当前节点的划分属性;基于划分属性创建一个决策树节点,根据划分属性的取值将当前数据集划分为若干个子集,每个子集对应于划分属性的一个取值;重复执行上述步骤,直至满足预设递归分裂停止条件,得到构建的决策树。
[0014] 在一实施例中,基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速进行动态调整,包括:基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速使用变速设备进行实时控制,将循环泵的运行点动态调整至循环泵效率曲线的预设位置
[0015] 第二方面,本申请实施例提供了一种循环泵运行参数的智能控制装置,包括:
[0016] 获取模,用于实时获取循环泵的流量和功率;
[0017] 分析模块,用于将流量和功率输入预先构建的流量与功率关系模型进行分析,得到循环泵的运行效率;
[0018] 调整模块,用于基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速进行动态调整。
[0019] 在一实施例中,预先构建的流量与功率关系模型为随机森林模型,随机森林模型包括第一预设数量的决策树、第二预设数量的随机种子和决策函数;循环泵运行参数的智能控制装置,还包括:训练模块,用于对随机森林模型进行训练。
[0020] 在一实施例中,训练模块包括:抽样单元,用于针对任一决策树的每个节点的决策过程,从流量和功率的训练集中有放回的进行抽样,得到流量和功率的抽样样本;
[0021] 分割单元,用于从流量和功率的训练集中选择一个随机的流量和功率子集进行分割,得到流量和功率的特征子集;
[0022] 构建单元,用于基于抽样样本以及子集,对决策树基于递归分裂算法构建决策树,在基于递归分裂算法构建决策树的过程中,基于随机种子确保决策树的随机性,得到训练之后的决策树;使用决策函数对各决策树的预测结果进行处理,得到针对循环泵的运行效率的预测结果。
[0023] 在一实施例中,构建单元包括:
[0024] 第一分割子单元,用于从决策树的根节点开始,基于抽样样本以及子集,对决策树的节点进行分割;
[0025] 计算子单元,用于依次获取抽样样本以及子集中各流量和功率对应的循环泵属性以及计算各循环泵属性的信息增益;
[0026] 确定子单元,用于分别选取信息增益最大的循环泵属性,确定信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率;
[0027] 第一构建子单元,用于基于信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,对分割后的决策树的节点逐次递归分裂,构建决策树。
[0028] 在一实施例中,分割单元,包括:
[0029] 第二构建子单元,用于基于抽样样本以及子集,构建流量和功率的二元层级树,二元层级树的节点看作是N个M维空间的点集;
[0030] 第二分割子单元,用于选择空间中的两质心作为分割点,以垂直于过两质心的直线的超平面来分割整个空间,分割后的子空间执行同样的操作,直至空间中全部点分割完毕。
[0031] 在一实施例中,循环泵属性包括:管道阻力、泵性能曲线、液体的性质、流体温度以及环境条件中的至少两种;
[0032] 循环泵属性的信息增益,包括:循环泵属性的熵与对应循环泵属性的条件熵之差。
[0033] 在一实施例中,第一构建子单元,具体用于:分别选取信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,以流量和功率作为当前节点的划分属性;基于划分属性创建一个决策树节点,根据划分属性的取值将当前数据集划分为若干个子集,每个子集对应于划分属性的一个取值;重复执行上述步骤,直至满足预设递归分裂停止条件,得到构建的决策树。
[0034] 在一实施例中,调整模块,具体用于:
[0035] 基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速使用变速设备进行实时控制,将循环泵的运行点动态调整至循环泵效率曲线的预设位置。
[0036] 第三方面,本申请实施例提供了一种循环泵运行参数的智能控制设备,该设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的方法。
[0037] 第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的方法。
[0038] 在本申请实施例中,循环泵运行参数的智能控制方法,包括:实时获取循环泵的流量和功率,将获取的流量和功率输入预先构建的流量与功率关系模型进行分析,得到循环泵的运行效率;基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速进行动态调整。通过利用流量与功率关系模型对流量和功率进行分析,能够对循环泵的转速基于循环泵的运行效率进行动态调整,以保证循环泵在不同负载条件下保持高效运行,实现能源的有效利用。附图说明
[0039] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040] 图1是本申请实施例提供的循环泵运行参数的智能控制方法的流程示意图;
[0041] 图2是本申请实施例提供的随机森林模型的训练过程的流程示意图;
[0042] 图3是本申请实施例提供的循环泵运行参数的智能控制装置的示意图;
[0043] 图4是本申请实施例提供的循环泵运行参数的智能控制设备的示意图。

具体实施方式

[0044] 以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0045] 应当理解,当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0046] 还应当理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
[0047] 如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0048] 另外,在本申请说明书和所附权利要求书的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0049] 在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
[0050] 请参见图1,图1是本申请第一实施例提供的循环泵运行参数的智能控制方法的流程示意图。本实施例中循环泵运行参数的智能控制方法的执行主体为循环泵运行参数的智能控制设备,该设备可以为计算机、服务器等。服务器可以是服务器也可以是本地服务器。如图1所示的循环泵运行参数的智能控制方法可以包括:
[0051] S101:实时获取循环泵的流量和功率。
[0052] 其中,循环泵的流量是指循环泵每单位时间内向供水系统输送的液体体积。流量通常以体积为单位(如立方米/小时、升/秒、加仑/分钟等),是描述循环泵输送能力的一个重要参数。循环泵的流量受到多种因素的影响,其中一些因素包括:泵的转速,系统阻力,泵的工作点,流体的性质等。
[0053] 循环泵的功率是指循环泵在工作时消耗的能量,通常以瓦特(W)或千瓦(kW)为单位。由于循环泵的流量和功率与循环泵的运行效率关联性较大。因此,根据循环泵的流量和功率,确定循环泵的运行效率,进而根据循环泵的运行效率,有效减少功率消耗,有助于提高循环泵将输入的机械能转换为流体能量的能力。
[0054] S102:将流量和功率输入预先构建的流量和功率关系模型进行分析,得到循环泵的运行效率。
[0055] 其中,预先构建的流量与功率关系模型为随机森林模型,该随机森林模型包括第一预设数量的决策树、第二预设数量的随机种子和决策函数。
[0056] 需要说明的是,该流量与功率关系模型为预先训练完成,在使用过程中可以根据需求进行不断学习更新。具体地,流量与功率光系模型的训练过程包括如图2所示步骤S201至S203:
[0057] S201:针对任一决策树的每个节点的决策过程,从流量和功率的训练集中有放回的进行抽样,得到流量和功率的抽样样本。
[0058] S202:从流量和功率的训练集中选择一个随机的流量和功率子集进行分割,得到流量和功率的特征子集。
[0059] S203:基于抽样样本以及子集,对决策树基于递归分裂算法构建决策树,在基于递归分裂算法构建决策树的过程中,基于随机种子确保决策树的随机性,得到训练之后的决策树。
[0060] 其中,决策函数用于对各决策树的预测结果进行处理,得到针对循环泵的运行效率的预测结果。具体地,决策树包括多棵决策分支,每个决策分支均根据输入循环泵的流量和功率进行效率预测,决策函数针对各决策分支的预测结果进行处理,例如进行投票处理或者平均值处理,以结合多颗决策分支的预测结果,获得更为鲁棒和准确的整体预测结果。该预测结果表示了随机森林对于给定输入特征如循环泵的流量和功率的整体预测,基于该整体预测结果能够指导循环泵的运行,调整循环泵的转速,以提高循环泵的运行效率。
[0061] 其中,流量和功率的训练集包括:第一预设数量的流量和功率;流量和功率子集包括第二预设数量的流量和功率。第一预设数量大于第二预设数量。
[0062] 通过有放回的从流量和功率的训练集中进行抽样,能够创建多个子训练集,获得多个不同的训练样本,增加模型的多样性。通过从流量和功率的训练集中选择一个随机的流量和功率子集,能够被用于训练决策树每个节点分裂;对于每个子训练集,使用递归分裂算法构建决策树,在每个节点,选择最佳的流量和功率特征子集进行分裂,以最大程度地减少预测误差。在构建决策树的过程中,通过使用随机种子来确保每次分裂的随机性,有助于增加模型的多样性。通过上述训练步骤,得到多个训练后的决策树,每个决策树都是对流量和功率关系的一种学习,对每个决策树的预测结果进行处理(例如投票或者平均),以得到一个集成的随机森林模型的预测结果,使用集成的随机森林模型的预测结果对循环泵的运行效率进行预测,通过将多个决策树的预测结果结合起来,能够有效提高预测的准确性。
[0063] 在一实施例中,基于抽样样本以及子集,对决策树基于递归分裂算法构建决策树,包括:从决策树的根节点开始,基于抽样样本以及子集,对决策树的节点进行分割;依次获取抽样样本以及子集中各流量和功率对应的循环泵属性以及计算各循环泵属性的信息增益;分别选取信息增益最大的循环泵属性,确定信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率;基于信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,对分割后的决策树的节点逐次递归分裂,构建决策树。
[0064] 其中,基于抽样样本以及子集,对决策树的节点进行分割,包括:基于抽样样本以及子集,构建流量和功率的二元层级树,其中,二元层级树的节点看作是N个M维空间的点集;选择空间中的两质心作为分割点,以垂直于过两质心的直线的超平面来分割整个空间,分割后的子空间执行同样的操作,直至空间中全部点分割完毕。
[0065] 在具体应用中,循环泵属性包括:管道阻力、泵性能曲线、液体的性质、流体温度以及环境条件中的至少两种;循环泵属性的信息增益,包括:循环泵属性的熵与对应循环泵属性的条件熵之差。
[0066] 其中,基于信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,对分割后的决策树的节点逐次递归分裂,构建决策树,包括:分别选取信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,以流量和功率作为当前节点的划分属性;基于划分属性创建一个决策树节点,根据划分属性的取值将当前数据集划分为若干个子集,每个子集对应于划分属性的一个取值;重复执行上述步骤,直至满足预设递归分裂停止条件,得到构建的决策树。
[0067] 信息增益是决策树算法中用于选择最佳属性的一种度量。在决策树中,信息增益衡量了在划分数据集前后,由于某个属性的引入,分类的不确定性减少的程度。
[0068] 具体地,信息增益是数据集的熵减去给定属性的条件熵。计算方法如下:
[0069] Gain(A)=H(D)‑H(D∣A)
[0070] 其中,Gain(A)表示信息增益,H(D)是数据集的熵,H(D∣A)是给定属性的条件熵。
[0071] 具体地,数据集的熵H(D)=‑∑i=1cP(ci)log2P(ci)
[0072] 其中,c是类别的数量,P(ci)是类别ci在数据集中的出现概率。
[0073] 属性的条件熵H(D∣A)=∑j=1nP(aj)H(Dj)
[0074] 其中,n是属性A的取值数量,P(aj)是属性A取值为aj的概率,H(Dj)是在属性A取值为aj时数据集D的熵。
[0075] 一般来说,可以使用上述熵的定义计算给定属性A的条件熵,其中将数据集D分为不同的子集Dj,每个子集对应于属性A的一个取值。
[0076] 通过选择具有最大信息增益的属性(包括流量和功率)作为当前节点的划分属性,不断选择信息增益最大的属性进行划分,可以构建一个决策树,每个节点都是当前数据集上信息增益最大的属性。在给定属性A的情况下,将数据集D划分的不确定性减少的程度。信息增益高表示属性A是一个很好的特征,可以将数据集划分为更有序的子集。
[0077] 循环泵的运行效率与转速和变速之间存在密切的关系。循环泵的效率通常在不同的运行点(流量和扬程组合)下有所变化,而泵的转速和是否采用变速设备则直接影响了这些运行点。其中,循环泵的流量‑扬程曲线描述了在不同工作点下循环泵的性能。循环泵通常在特定的转速下具有最佳效率点,即循环泵的效率最高的工作点。通过调整循环泵的转速,可以改变其工作点,从而影响泵的运行效率。一般来说,循环泵在其额定转速下可能具有较高的效率。然而,当循环泵系统需求发生变化,通过调整循环泵的转速来匹配新的工作点,可以在不同的运行条件下保持相对较高的效率。使用变频调速器(VFD)等变速设备可以实现对循环泵转速的精确控制。通过变速调整,可以将泵的运行点调整到效率曲线上的最佳位置,以满足实时系统需求。这种动态调整有助于减少不必要的阻力损失,提高整个系统的能效。
[0078] 在一些情况下,可能使用阀门来调整系统流量。然而,通过阀门来限制流量会引入额外的阻力,导致循环泵的效率下降。相比之下,变速调整能够更精确地匹配系统需求,降低阻力损失,从而提高循环泵的运行效率。
[0079] 总体而言,通过调整循环泵的转速和采用变速设备,可以更好地适应实时的系统需求,提高循环泵的运行效率。这种灵活性和精确性使得循环泵系统能够在不同负载条件下保持高效运行,从而实现能源的有效利用。
[0080] S103:基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速进行动态调整。
[0081] 具体地,基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速进行动态调整,包括:基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速使用变速设备进行实时控制,将循环泵的运行点动态调整至循环泵效率曲线的预设位置。
[0082] 通过上述分析可知,本申请实施例提供的循环泵运行参数的智能控制方法,包括:实时获取循环泵的流量和功率,将获取的流量和功率输入预先构建的流量与功率关系模型进行分析,得到循环泵的运行效率;基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速进行动态调整。通过利用流量与功率关系模型对流量和功率进行分析,能够对循环泵的转速基于循环泵的运行效率进行动态调整,以保证循环泵在不同负载条件下保持高效运行,实现能源的有效利用。
[0083] 应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0084] 请参见图3,图3是本申请实施例提供的循环泵运行参数的智能控制装置的示意图。包括的各模块或单元用于执行图1或图2对应的实施例中的各步骤。具体请参阅图1以及图2对应的实施例中的相关描述。为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分。参见图3,循环泵运行参数的智能控制装置3包括:
[0085] 获取模块31,用于实时获取循环泵的流量和功率;
[0086] 分析模块32,用于将流量和功率输入预先构建的流量与功率关系模型进行分析,得到循环泵的运行效率;
[0087] 调整模块33,用于基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速进行动态调整。
[0088] 在一实施例中,预先构建的流量与功率关系模型为随机森林模型,随机森林模型包括第一预设数量的决策树、第二预设数量的随机种子和决策函数;循环泵运行参数的智能控制装置,还包括:训练模块,用于对随机森林模型进行训练。
[0089] 在一实施例中,训练模块包括:抽样单元,用于针对任一决策树的每个节点的决策过程,从流量和功率的训练集中有放回的进行抽样,得到流量和功率的抽样样本;
[0090] 分割单元,用于从流量和功率的训练集中选择一个随机的流量和功率子集进行分割,得到流量和功率的特征子集;
[0091] 构建单元,用于基于抽样样本以及子集,对决策树基于递归分裂算法构建决策树,在基于递归分裂算法构建决策树的过程中,基于随机种子确保决策树的随机性,得到训练之后的决策树;使用决策函数对各决策树的预测结果进行处理,得到针对循环泵的运行效率的预测结果。
[0092] 在一实施例中,构建单元包括:
[0093] 第一分割子单元,用于从决策树的根节点开始,基于抽样样本以及子集,对决策树的节点进行分割;
[0094] 计算子单元,用于依次获取抽样样本以及子集中各流量和功率对应的循环泵属性以及计算各循环泵属性的信息增益;
[0095] 确定子单元,用于分别选取信息增益最大的循环泵属性,确定信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率;
[0096] 第一构建子单元,用于基于信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,对分割后的决策树的节点逐次递归分裂,构建决策树。
[0097] 在一实施例中,分割单元,包括:
[0098] 第二构建子单元,用于基于抽样样本以及子集,构建流量和功率的二元层级树,二元层级树的节点看作是N个M维空间的点集;
[0099] 第二分割子单元,用于选择空间中的两质心作为分割点,以垂直于过两质心的直线的超平面来分割整个空间,分割后的子空间执行同样的操作,直至空间中全部点分割完毕。
[0100] 在一实施例中,循环泵属性包括:管道阻力、泵性能曲线、液体的性质、流体温度以及环境条件中的至少两种;
[0101] 循环泵属性的信息增益,包括:循环泵属性的熵与对应循环泵属性的条件熵之差。
[0102] 在一实施例中,第一构建子单元,具体用于:分别选取信息增益最大的循环泵属性对应的流量和功率,以流量和功率作为当前节点的划分属性;基于划分属性创建一个决策树节点,根据划分属性的取值将当前数据集划分为若干个子集,每个子集对应于划分属性的一个取值;重复执行上述步骤,直至满足预设递归分裂停止条件,得到构建的决策树。
[0103] 在一实施例中,调整模块33,具体用于:
[0104] 基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速使用变速设备进行实时控制,将循环泵的运行点动态调整至循环泵效率曲线的预设位置。
[0105] 请参见图4,图4是本申请实施例提供的循环泵运行参数的智能控制设备的示意图。如图4所示,循环泵运行参数的智能控制设备4包括:处理器40、存储器41以及存储在存储器41中并可在处理器40上运行的计算机程序42,例如循环泵运行参数的智能控制程序。处理器40执行计算机程序42时实现上述循环泵运行参数的智能控制方法实施例中的步骤,例如图1所示的步骤S101至S103。或者,处理器40执行计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能,例如图3所示获取模块31至调整模块33的功能。
[0106] 示例性的,计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元,一个或者多个模块/单元被存储在存储器41中,并由处理器40执行,以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述计算机程序42在循环泵运行参数的智能控制设备4中的执行过程。例如,计算机程序42可以被分割成获取模块、分析模块以及调整模块,各模块具体功能如下:
[0107] 获取模块,用于实时获取循环泵的流量和功率;
[0108] 分析模块,用于将流量和功率输入预先构建的流量与功率关系模型进行分析,得到循环泵的运行效率;
[0109] 调整模块,用于基于循环泵的运行效率,对循环泵的转速进行动态调整。
[0110] 该循环泵运行参数的智能控制设备可包括,但不仅限于,处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解,图4仅仅是循环泵运行参数的智能控制设备4的示例,并不构成对循环泵运行参数的智能控制设备4的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如循环泵运行参数的智能控制设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0111] 处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field‑Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0112] 存储器41可以是循环泵运行参数的智能控制设备4的内部存储单元,例如循环泵运行参数的智能控制设备4的硬盘或内存。存储器41也可以是循环泵运行参数的智能控制设备4的外部存储设备,例如循环泵运行参数的智能控制设备4上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,循环泵运行参数的智能控制设备4还可以既包括循环泵运行参数的智能控制设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器41用于存储计算机程序以及循环泵运行参数的智能控制设备所需的其他程序和数据。存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0113] 需要说明的是,上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本申请方法实施例基于同一构思,其具体功能及带来的技术效果,具体可参见方法实施例部分,此处不再赘述。
[0114] 本申请实施例还提供了一种数据处理设备,该数据处理设备包括:至少一个处理器、存储器以及存储在存储器中并可在至少一个处理器上运行的计算机程序,处理器执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。
[0115] 本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
[0116] 本申请实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在数据处理设备上运行时,使得数据处理设备执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
[0117] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括:能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
[0118] 在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
[0119] 本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
[0120] 在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/网络设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0121] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0122] 以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
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