具体实施方式

图1至图3展示了现有技术的过程控制回路的示例实施方案，并且将理解，对这些过程控制回路的理解对于正确理解和领会本发明的公开文本是重要的。

图1示出了现有技术控制回路系统(100)的第一示例实施方案，控制回路系统以节流控制配置示出。控制回路系统(100)包括：工作机(110)，在这个实施例中，工作机包括泵(诸如转子动力泵)；电动马达(120)；最终控制元件(140)(诸如调节控制阀)；传感器(130)(诸如流速传感器)；以及过程控制器(164)。机组(101)被定义为控制回路系统(100)中的三个主要机器，即，泵(110)、马达(120)和调节控制阀(140)。控制回路系统(100)进一步包括：管道(160)，管道将泵出口端口(116)连接到控制阀入口端口(142)；以及管道(162)，管道将控制阀出口端口(146)连接到流速传感器入口端口(132)。

电动马达(120)具有轴(122)，轴可旋转地联接到泵(110)的轴(111)以实现机械动力的传输。当马达(120)接收电功率(124)时，马达轴(122)旋转，这使得泵轴(111)旋转，从而产生泵送动作，泵送动作驱动泵送流(150)以流速(151)流过控制回路系统(100)。在这个实施方案中，应理解，电功率(124)的提供被配置为使马达轴(122)以固定速率旋转。

泵送流(150)以泵入口压力(114)通过泵入口端口(112)进入泵(110)并且以泵出口压力(118)通过泵出口端口(116)离开。泵送流(150)继续通过管道(160)，以控制阀入口压力(144)通过控制阀入口端口(142)进入调节控制阀(140)。通常，泵出口压力(118)和控制阀入口压力(144)被认为是相同的，因为它们之间的摩擦损失和高度差通常极小。

调节控制阀(140)是这个实施例中的最终控制元件，并且应理解配备有致动阀的装置，诸如使用输入的电信号来控制提供给致动器的气动压力的定位器，致动器机械地链接到阀杆，其中，气动压力由此被施加到阀杆以影响阀杆的位置。本领域技术人员众所周知，阀杆所准许的移动范围被称为阀行程，并且这个范围的极限被称为完全打开位置和完全关闭位置。阀杆在给定时间处的位置可以用百分比行程来定义。进一步已知的是，通过调节控制阀的流速和跨调节控制阀的压差是百分比行程的函数。流量系数通常用于表征流速与压差之间的关系。

泵送流(150)继续通过调节控制阀(140)并且以控制阀出口端口压力(148)通过控制阀出口端口(146)离开。泵送流(150)继续通过管道(162)，以流速传感器入口端口压力(134)通过流速传感器入口(132)进入流速传感器(130)。通常，控制阀出口压力(148)和流速传感器入口压力(134)被认为是相同的，因为它们之间的摩擦损失和高度差通常极小。

泵送流(150)继续通过流速传感器(130)，以流速传感器出口端口压力(138)通过流速传感器出口端口(136)离开，并且流动到最终目的地。

流速传感器(130)可以采用本领域技术人员已知的许多流量测量技术(诸如基于压差、可变面积或正排量原理的那些)中的一种，以用于将体积流体流速转换成电信号。流速传感器(130)可以与控制器(164)直接电通信(诸如图1中所展示的)或者可选地与发送器通信，发送器接收和调控来自流速传感器(130)的信号并将经调控的信号发送到控制器(164)。

控制器(164)被配置为利用来自流速传感器(130)的反馈信号(166)通过调整调节控制阀(140)的百分比行程而将过程变量控制在设定点。在这个实施方案中，过程变量是流速，但在其他实施方案中，它可以是压力、罐液位或其他变量类型。控制器(164)接收来自流速传感器(130)的反馈信号(166)并将其转换成表示由流速传感器(130)测量的流速(151)的过程变量。通过使用本领域技术人员已知的许多控制方法之一(诸如比例积分微分(PID)控制)，控制器(164)计算输出信号(168)以影响调节控制阀(140)的百分比行程，其中，控制器(164)总体上通过使过程变量朝设定点移动来起作用将过程变量维持在设定点。输出信号(168)被控制阀(140)接收，控制阀调整百分比行程，并且由此影响控制回路系统(100)中的流速(151)和压力(114)、(118)、(144)、(148)、(134)、(138)。

转向图2，第二实施方案的现有技术控制回路系统(200)以旁路控制配置示出。控制回路系统(200)包括工作机，工作机在这种情况下包括转子动力泵(210)、电动马达(220)、最终控制元件(其在这种情况下是调节控制阀(240))、压力传感器(230)和过程控制器(264)。机组(201)被定义为控制回路系统(200)中的三个主要机器，即，泵(210)、马达(220)和调节控制阀(240)。控制回路系统(200)进一步包括管道(260)，管道将泵出口端口(216)连接到控制阀入口端口(242)和压力传感器入口端口(232)。

电动马达(220)具有轴(222)，轴可旋转地联接到泵(210)的轴(211)以实现机械动力的传输。当马达(220)接收电功率(224)时，马达轴(222)旋转，这使得泵轴(211)旋转，从而产生泵送动作，泵送动作驱动主泵送流(250)以主流速(251)流过泵(210)并且流入管道(260)中。在这个实施方案中，应理解，电功率(224)的提供被配置为使马达轴(222)以固定速率旋转。

主泵送流(250)以泵入口压力(214)通过泵入口端口(212)进入泵(210)并且以泵出口压力(218)通过泵出口端口(216)离开。主泵送流(250)继续通过管道(260)并且分成两股流：前向流速(253)下的前向泵送流(252)和旁路流速(255)下的旁路泵送流(254)。

前向泵送流(252)继续通过管道(260)并且流动到最终目的地。压力传感器(230)通过压力传感器入口端口(232)与前向泵送流(252)处于流体连通并且测量前向泵送流压力(234)。

旁路泵送流(254)继续通过管道(260)，以控制阀入口端口压力(244)通过控制阀入口端口(242)进入调节控制阀(240)，以控制阀出口压力(248)通过控制阀出口端口(246)离开并且流回供应源。

通常，泵出口压力(218)、控制阀入口压力(244)和前向泵送流压力(234)被认为是相同的，因为它们各自之间的摩擦损失和高度差通常极小。

调节控制阀(240)应理解配备有致动阀的装置，诸如使用输入的电信号来控制提供给致动器的气动压力的定位器，致动器机械地链接到阀杆，其中，气动压力由此被施加到阀杆以影响阀杆的位置。本领域技术人员众所周知，阀杆所准许的移动范围被称为阀行程，并且这个范围的极限被称为完全打开位置和完全关闭位置。阀杆在给定时间处的位置可以用百分比行程来定义。进一步已知的是，通过调节控制阀的流速和跨调节控制阀的压差是百分比行程的函数。流量系数通常用于表征流速与压差之间的关系。

压力传感器(230)采用本领域技术人员已知的许多压力测量技术(诸如基于应变计的那些)中的一种，以用于将静态压力转换成电信号。压力传感器(230)可以与控制器(264)直接电通信(诸如在图2中所示出的)或者与发送器直接电通信，发送器接收和调控来自压力传感器(230)的信号并将经调控的信号发送到控制器(264)。

控制器(264)被配置为利用来自流速传感器(230)的反馈信号(266)通过调整调节控制阀(240)的百分比行程而将过程变量控制在设定点。在这个实施方案中，过程变量是压力，但在其他实施方案中，它可以是流速、罐液位或其他变量类型。控制器(264)接收来自压力传感器(230)的反馈信号(266)并将其转换成表示由压力传感器(230)测量的压力(234)的过程变量。通过使用本领域技术人员已知的许多控制方法之一(诸如比例积分微分(PID)控制)，控制器(264)计算输出信号(268)以影响调节控制阀(240)的百分比行程，其中，控制器(264)总体上通过使过程变量朝设定点移动来起作用将过程变量维持在设定点。输出信号(268)被控制阀(240)接收，控制阀调整行程百分比，并且由此影响控制回路系统(200)中的流速(251)、(253)、(255)和压力(214)、(218)、(234)、(244)、(248)。

转向图3，现有技术控制回路系统(300)的第三示例实施方案以可调速控制配置示出。控制回路系统(300)包括工作机，工作机在这种情况下包括转子动力泵(310)、电动马达(320)、流速传感器(330)、可调速马达驱动器(365)和过程控制器(364)。控制回路系统(300)进一步包括管道(360)，管道将泵出口端口(316)连接到流速传感器入口端口(332)。

电动马达(320)具有轴(322)，轴可旋转地联接到泵(310)的轴(311)以实现机械动力的传输。当马达(320)接收电功率(324)时，马达轴(322)旋转，这使得泵轴(311)旋转，从而产生泵送动作，泵送动作驱动泵送流(350)以流速(351)流过泵(310)并且流入管道(360)中。

泵送流(350)以泵入口压力(314)通过泵入口端口(312)进入泵(310)并且以泵出口压力(318)通过泵出口端口(316)离开。泵送流(350)继续通过管道(360)，以流速传感器入口端口压力(334)通过流速传感器入口端口(332)进入流速传感器(330)，以流速传感器出口压力(338)通过流速传感器出口端口(336)离开，并且流动到最终目的地。

通常，泵出口压力(318)和流速传感器入口端口压力(334)被认为是相同的，因为它们之间的摩擦损失和高度差通常极小。流速传感器(330)采用本领域技术人员已知的许多流量测量技术(诸如基于压差、可变面积或正排量原理的那些)中的一种，以用于将体积流体流速转换成电信号。

流速传感器(330)可以与控制器(364)直接电通信(诸如在图3中所示出的)或者与发送器直接电通信，发送器接收和调控来自流速传感器(330)的信号并将经调控的信号发送到控制器(364)。

可调速马达驱动器(365)采用本领域技术人员已知的用于通过调整电功率(324)来在一定速率范围内驱动电动马达的许多马达驱动技术中的一种(诸如电压源逆变器)，其通常用于在给定可调速马达驱动器(365)的输入电功率(372)的情况下，通过控制电功率(324)的有效频率和电压来控制AC感应马达的速率。

控制器(364)被配置为利用来自流速传感器(330)的反馈信号(366)通过调整马达(320)的速率而将过程变量控制在设定点。在这个实施方案中，过程变量是流速，但在其他实施方案中，它可以是压力、罐液位或其他变量类型。控制器(364)接收来自流速传感器(330)的反馈信号(366)并将其转换成表示由流速传感器(330)测量的流速(351)的过程变量。通过使用本领域技术人员已知的许多控制方法之一(诸如比例积分微分(PID)控制)，控制器(364)计算用于控制可调速马达驱动器(365)的输出信号(368)，其中，控制器(364)总体上通过使过程变量朝设定点移动来起作用将过程变量维持在设定点。输出信号(368)被可调速马达驱动器(365)接收，可调速马达驱动器修改被供应给马达(320)的电功率(324)以调整马达(320)和泵(310)的速率，并且由此影响控制回路系统(300)中的流速(351)和压力(314)、(318)、(334)、(338)。将理解，控制器(364)可以集成到可调速马达驱动器(365)中。

现在参考图4至图11，将理解，公开文本的电子设备和方法总体上可以在许多种配置内实现。图4至图11展示了本发明的电子设备和方法的第一优选实施方案，其被配置用于与控制回路系统一起使用，控制回路系统包含工作机(其是诸如转子动力泵等泵)、最终控制元件(诸如调节控制阀)以及以AC功率运行的电动马达。

在这个实施方案中，控制回路系统处于节流控制配置，诸如在第一技术控制回路系统(100)中所示出的。图4示出了与控制回路系统(100)一起使用的第一实施方案的电子设备(500)，控制回路先前已在图1中更详细地描述。设备(500)接收输入电源(402)并将其转变成输出电源(404)，输出电源的电压和频率适用于使马达(120)以目标速率旋转。

图5示出了图4的设备(500)。设备(500)包括控制器(在这种情况下是电压源逆变器(514))，用于通过将输入电源(402)转变成具有适用于使马达(120)以目标速率旋转的电压和频率的输出电源(404)来控制马达(120)的速率。将理解，代替电压源逆变器(514)，还存在本领域技术人员已知的许多其他技术来控制马达(120)的速率。

设备(500)还包括至少一个传感器，至少一个传感器用于测量机组(101)的至少一种物理特性，诸如加速度、速度、排量、温度、功率、扭矩、电压、电流、频率、压力、流量或速率。在这个实施方案中，至少一个传感器是电流传感器(516)，在这个实施方案中被示出为逆变器(514)的部件，电流传感器提供与表示输出电源的电流(404)的输入变量对应的信号(518)，电流在设备(500)与马达(120)之间流动。应当理解，代替电流传感器(516)或除电流传感器之外，设备(500)可以包括测量机组(101)的任意数量的物理特性的任意数量的传感器。输入数据集(502)包括由一个或多个传感器测量的一个或多个输入变量。输入数据集(502)还可以包括取决于一个或多个输入变量的一个或多个计算变量。输入数据集变量之一被指定为主输入变量，并且在这个实施方案中，主输入变量是取决于电流的针对马达(120)的输出功率(550)的计算变量。

设备(500)进一步包括计算机系统(522)，计算机系统包括处理器(524)、存储器(526)、存储在存储器(526)中的程序指令(530)以及硬件(528)。将理解，硬件(528)可以包括模数转换器集成电路、片上系统(SoC)或微控制器上的输入/输出引脚、用于与特定计算机系统一起使用的模块化数据获取模块、或适用于与至少一个传感器(130)进行数字通信或模拟通信的各种其他器件和支持部件。计算机系统(522)与控制器(在这个实施方案中为电压源逆变器(514))通信以控制马达(120)的速率。硬件(528)被配置为与电流传感器(516)通信并且利用程序指令(530)将输入数据集(502)存储到存储器(526)中。计算机系统(522)还包括存储在存储器(526)中的特征数据集(532)，特征数据集包含描述机组(101)和控制回路系统(100)的至少一些物理特性、操作行为和容许操作范围的特征数据。特征数据集(532)可以被预编程到存储器(526)中、在设置期间被配置、在操作期间被学习、或者其某种组合。

关于用于图4至图11中示出的优选实施方案的特征数据集(532)，它包括结合图6描述的泵特征数据集、结合图7描述的电动马达特征数据集、结合图8描述的调节控制阀特征数据集和结合图9描述的控制回路特征数据集。将理解，取决于设备(500)如何配置以优化机组(101)的状态，特征数据集(532)可以包含针对机组(101)和控制回路系统(100)的许多不同特性和参数的不同数据或附加数据。将进一步理解，特征数据集(532)中的数据可以以多种形式(诸如数据表、公式或者数据表和公式的组合)存储。

图6示出了可以包括在泵特征数据集中的一些数据的图形表示，在这个实施例中，这些数据与泵性能和可靠性特征相关。曲线图(602)示出了作为泵流速和马达速率的函数的泵压差。曲线图(602)还示出了作为马达速率的函数的由曲线(604)表示的最小容许流速，以及作为马达速率的函数的由曲线(606)表示的最大容许流速。另外，曲线图(602)示出了最小容许马达速率(608)和最大容许马达速率(610)。曲线图(602)进一步包括曲线(612)，曲线示出了泵在何处实现最佳效率点或BEP。最后，两条曲线(614、616)示出了泵的优选操作范围的界限。

图6还包括曲线图(625)，其示出了作为泵流速和马达速率的函数的泵输入功率。曲线图(625)还示出了作为马达速率的函数的由曲线(627)表示的最小容许流速，以及作为马达速率的函数的由曲线(629)表示的最大容许流速。另外，曲线图(625)示出了最小容许马达速率(631)和最大容许马达速率(633)。曲线图(625)进一步包括曲线(635)，曲线示出了泵在何处实现BEP。最后，两条曲线(637、639)示出了泵的优选操作范围的界限。

图6还包括：曲线图(650)，其示出了作为马达速率的函数的泵可靠性；曲线图(675)，其示出了作为泵流速与BEP流速的比率的函数的泵可靠性。在这个实施方案中，可靠性被表示为0与1之间的无单位值，其中更大的值表示或等同于更大的可靠性。应当理解，存在可以互换使用来量化可靠性的许多其他可能的数值方法或表示。

图7示出了电动马达特征数据集中的一些数据的图形表示，在这个实施例中，这些数据与马达性能和可靠性特征相关。曲线图(702)示出了马达的作为马达速率的函数的最大输出功率。曲线图(702)还示出了最小容许马达速率(708)和最大容许马达速率(710)。另外，图7包括曲线图(725)，其示出了作为马达速率和马达负载的函数的马达效率。马达负载以百分比负载表示，其定义为马达实际输出功率与其额定输出功率的比率。

图7进一步包括：曲线图(750)，其示出了作为马达速率的函数的马达可靠性；和曲线图(775)，其示出了作为马达负载的函数的马达可靠性。在这个实施方案中，可靠性被表示为0与1之间的无单位值，其中更大的值等同于更大的可靠性。应当理解，存在可以互换使用来量化可靠性的许多其他可能的数值方法或表示。

图7还包括表(780)，其以表格形式示出了一些另外的马达数据。

图8示出了调节控制阀特征数据集中的一些数据的曲线图表示，在这个实施例中，这些数据与调节控制阀性能和可靠性特征相关。曲线图(802)示出了作为调节控制阀位置的函数的调节控制阀流量系数。调节控制阀流量系数是本领域技术人员公知的作为调节控制阀的流速与压差之间的关系的值。曲线图(802)还示出了最小容许阀位置(808)和最大容许阀位置(810)。

图8还包括曲线图(850)，其示出了作为阀位置的函数的调节控制阀可靠性。在这个实施方案中，可靠性被表示为0与1之间的无单位值，其中更大的值等同于更大的可靠性。应当理解，存在可以互换使用来量化可靠性的许多其他可能的数值方法或表示。

图9示出了控制回路特征数据集中的一些数据的图形表示，在这个实施例中，这些数据与控制回路性能特征相关。曲线图(902)示出了当控制阀完全打开时，作为流速的函数的控制回路压差。

返回图5和设备500的描述，将理解，设备(500)利用特征数据集(532)和输入数据集(502)来估计机组(101)的当前状态以及控制回路系统(100)的设定点。然后，如图10中所展示的，设备(500)实施方法(1000)以优化控制回路系统(100)中的机组(101)的状态，方法寻求确定机组(101)的目标状态，目标状态使马达(120)的功耗最小化并且使机组(101)的可靠性最大化。目标状态是可以通过将马达(120)的速率调整到优选速率来达到的状态，目标状态与设定点一致，并且包含在机组(101)的部件的容许操作范围内。设备(500)然后通过经由电压源逆变器(514)调整输出电源(404)的电压和频率来控制马达(120)的速率，从而以优选的马达速率驱动马达(120)以达到目标状态。

将理解，可以容易地设想替代实施方案，其中，设备(500)中的任何部件可以被划分为多个部件并且可以在多个部件之间划分任务。例如，计算机系统(522)可以划分为与逆变器(514)通信的第一计算机系统和执行其余任务的第二计算机系统。

转向方法，图10中示出了优选方法(1000)，在这个实施例中，优先方法利用输出功率作为数据集(502)内的主输入变量、利用泵作为工作机(110)、利用流速传感器作为传感器(130)并且利用调节控制阀作为最终控制元件(140)。方法(1000)被设备(500)用来优化图4中所示出的控制回路系统(100)的机组(101)的状态。方法(1000)采用连续主回路的形式，具有用于解决某些情形的一些替代分支，如图10中的流程图所展示的。为清楚起见，多次使用的子程序(1100)在图10中示出为单个流程图元素，并且在图11中更详细地示出。

已经解释过，设定点由控制器(164)通过以下操作来维持：使用来自流速传感器(130)的反馈来调整调节控制阀(140)百分比行程。本发明不能直接影响设定点或调节控制阀(140)百分比行程。应进一步理解，本发明的第一实施方案不与控制器(164)电通信以便直接判定设定点，并且不与流速传感器(130)电通信以便查明稳态下测得的流速(其可以假定为设定点)。

方法(1000)在设备(500)获取输入数据集(502)时开始。在这个实施方案中，输入数据集(502)包含表示输出功率(550)的计算变量，尽管在其他实施方案中，输入数据集(502)可以包含与机组(100)有关的任意数量的测量变量或计算变量，诸如电流、加速度、速度、排量、温度、功率、扭矩、电压、频率、压力、流量、速率或效率。

接下来，方法(1000)执行稳态检查(1002)以确定控制回路系统(100)是否处于稳态，这可以通过在恒定马达速率下评估主输入变量来完成，在这个实施例中主输入变量是输出功率(550)。如果来自最后若干循环的输出功率(550)值全部在预定的稳态容差内，则确定控制回路系统(100)处于稳态，将稳态输出功率(1004)计算为用于确定稳态的输出功率(550)值的平均值，并且方法(1000)继续进行速率改变检查(1006)。但是如果确定控制回路系统(100)不处于稳态，则方法(1000)暂停预定义的等待时间(1007)，继续进行获取输入数据集(502)，并且然后返回到稳态检查(1002)。

速率改变检查(1006)确定速率改变标志(1008)的状态，当速率改变开始时，速率改变标志被设置为真(TRUE)，而当速率改变完成时，速率改变标志被设置为假(FALSE)。如果速率改变标志(1008)＝真(TRUE)，则方法(1000)移到稍后描述的替代分支(1050)。如果速率改变标志(1008)＝假(FALSE)，则方法(1000)继续进行状态评估子程序(1100)，在给定马达速率(1102)和输入数据集(502)(在这个实施方案中其包括输出功率(550))的情况下，状态评估子程序评估并返回机组(101)的状态。

子程序(1100)在图11中作为流程图展示。子程序(1100)接收马达速率(1102)和输入数据集(502)(在这个实施方案中其为对应的输出功率(1104)，此时在方法中对于这个实施例输出功率等于输出功率(550))，并且使用来自特征数据集(532)的数据来评估并返回机组(101)的状态。将理解，取决于方法(1000)中的使用，马达速率(1102)和输出功率(1104)可以是实际测量值(诸如输出功率(550))或理论预测值。

首先，子程序(1100)使用马达速率(1102)、对应的输出功率(1104)和特征数据集(532)来计算相关的马达状态变量，马达状态变量可以包括诸如输入功率、输出功率、效率、电流、百分比负载或与马达(110)的评估状态有关的任何其他变量等变量。

接下来，子程序(1100)使用计算出的状态变量和特征数据集(532)来计算相关的工作机变量，工作机变量在这个实施例中是泵状态变量，并且可以包括诸如输入功率、输入扭矩、输出功率、输出扭矩、效率、流速、入口压力、出口压力、压差或与泵(110)的评估状态有关的任何其他变量等变量。

接下来，子程序(1100)使用计算出的状态变量和特征数据集(532)来计算相关的最终控制元件变量，最终控制元件变量在这个实施例中是控制阀状态变量，并且可以包括诸如阀位置、入口压力、出口压力、压差或与调节控制阀(140)的评估状态有关的任何其他变量等变量。

接下来，子程序(1100)使用计算出的状态变量和特征数据集(532)来计算马达功率成本因子(1106)，马达功率成本因子是0与1之间的无单位数字，其中更大的值等同于更低的马达功率。在此没有描述具体的计算，但是应当理解，在本领域已知存在许多数值方法可以用来计算马达功率成本因子(1106)。

接下来，子程序(1100)使用计算出的状态变量和特征数据集(532)来计算马达可靠性因子(1108)，马达可靠性因子是0与1之间的无单位数字，其中更大的数字等同于更高的马达可靠性。在此没有描述具体的计算，但是应当理解，在本领域已知存在许多数值方法可以用来计算马达可靠性因子(1108)。

接下来，子程序(1100)使用计算出的状态变量和特征数据集(532)来计算工作机可靠性因子(1110)，工作机可靠性因子在这个实施例中是泵可靠性因子并且是0与1之间的无单位数字，其中更大的数字等同于更高的泵可靠性。在此没有描述具体的计算，但是应当理解，在本领域已知存在许多数值方法可以用来计算泵可靠性因子(1110)。

接下来，子程序(1100)使用计算出的状态变量和特征数据集(532)来计算最终控制元件可靠性因子(1112)，最终控制元件可靠性因子在这个实施例中是控制阀可靠性因子并且是0与1之间的无单位数字，其中更大的数字等同于更高的控制阀可靠性。在此没有描述具体的计算，但是应当理解，在本领域已知存在许多数值方法可以用来计算控制阀可靠性因子(1112)。

最后，子程序(1100)执行优化计算，优化计算使用马达功率成本因子(1106)、马达可靠性因子(1108)、泵可靠性因子(1110)和控制阀可靠性因子(1112)来计算机组值因子(1114)，机组值因子是0与1之间的无单位数字。最大的机组值因子(1114)等同于最优化的状态，因为它具有马达功率成本、马达可靠性、泵可靠性和控制阀可靠性的最大组合值。在此没有描述具体的优化计算，但是应当理解，在本领域已知存在许多数值方法可以用来对各个因子进行加权并且计算机组值因子(1114)。因此，在这个实施方案中，评估状态包括马达状态变量、泵状态变量、控制阀状态变量和机组值因子(1114)。将理解，子程序(1100)中的计算顺序可以变化。例如，输入数据集(502)可以包括与马达(120)和调节控制阀(140)密切相关的数据。在这种情况下，可以首先计算与马达(120)和调节控制阀(140)相关的状态变量，然后可以根据可以包括在特征数据集(532)中的此类数据由前述计算出的状态变量来计算与泵(110)相关的状态变量，这将产生最小的错误概率。

现在参考回图10，由于控制回路系统(100)处于稳态，并且机组(101)的当前状态是已知的，因此方法(1000)然后假设(1012)流速(151)(其在这个实施方案中是过程变量)的当前值匹配控制器(164)正在控制的当前设定点。

接下来，方法(1000)使用特征数据集(532)来执行计算(1016)以创建相关函数(1018)，相关函数计算作为马达速率的函数的输入数据集(502)的预测主输入变量(其在这个实施方案中为输出功率(550))。应当理解，相关函数(1018)仅对过程变量(在这个实施方案中为流速(151))的当前状态有效。

接下来，方法(1000)使用特征数据集(532)来执行计算(1014)以确定成组的多个可能速率(例如，在这个实施方案中是10个)，成组的多个可能速率可以实现假定的当前设定点。10个可能速率的范围在计算出的最小值与最大值之间，并且可以是等间隔的。

接下来，方法(1000)使用相关函数(1018)和特征数据集(532)来执行计算(1020)以计算输入数据集(502)的主输入变量(在这个示例实施方案中为输出功率(550))的成组的可能值以及针对每个对应的可能马达速率的一个可能值。

接下来，对于每个可能马达速率，方法(1000)使用状态评估子程序(1100)来评估机组(101)的对应可能状态。具有最大机组值因子(1114)的状态被认为是最优化的状态，因为它具有马达功率成本、马达可靠性、泵可靠性和控制阀可靠性的最大组合值。方法(1000)然后将最佳目标速率(1022)设置为等于对应于具有最大机组值因子(1114)的状态的速率。

如果目标速率(1022)不等于当前速率，则方法(1000)通过设置速率改变标志(1008)＝真(TRUE)并将当前速率朝目标速率(1022)调整一个预定义速率增量(1024)来开始速率改变。将理解，在调整当前速率之后，控制器(164)将通过以下操作来做出反应：调整调节控制阀(140)的位置，以将如由流速传感器(130)测量的过程变量维持在设定点。

最后，方法(1000)暂停等待时间(1007)，并且然后返回到稳态检查(1002)并重复主循环。

如先前所解释的，如果速率改变标志(1008)＝真(TRUE)，则方法(1000)在速率改变检查(1006)之后移至替代分支(1050)。替代分支(1050)开始于相关函数验证检查(1052)，其中将输入数据集(502)的主输入变量与由相关函数(1018)预测的值进行比较。在这个实施方案中，输出功率(550)是实际输出功率，并且与使用相关函数(1018)在实际马达速率下计算的预测输出功率(1054)进行比较。如果实际输出功率(550)在预定义容差带内匹配预测输出功率(1054)，则方法(1000)继续进行目标速率检查(1056)。如果当前速率匹配目标速率(1022)，则速率改变完成，因此方法(1000)设置速率改变标志(1008)＝假(FALSE)，暂停等待时间(1007)，并然后返回到主循环中的稳态检查(1002)。如果当前速率不匹配目标速率(1022)，则速率改变尚未完成，因此方法(1000)将当前速率朝目标速率(1022)调整一个增量(1024)，暂停等待时间(1007)，并然后返回到主循环中的稳态检查(1002)。

如果相关函数验证检查(1052)的结果是反映实际输出功率的输出功率(550)在预定义容差带内不匹配预测输出功率(1054)，则表明方法(1000)未按预期运作。对此可能存在若干原因，诸如控制器(164)可能具有改变的设定点，而方法(1000)处于速率改变的中间。另一种可能的原因是特征数据集(532)可能包含显著的不准确性。方法(1000)然后将当前速率远离目标速率(1022)调整一个增量(1024)，结束速率改变，并设置速率改变标志(1008)＝假(FALSE)。可选地，方法(1000)还可以将此事件记录到事件日志中、对事件执行分析并且调整特征数据集(532)以改善其准确性。然后，方法(1000)暂停等待时间(1007)，并且返回到主循环中的稳态检查(1002)。

在图4至图11中所示出的本发明的电子设备和方法的优选实施方案中，设备被配置用于在以节流控制配置的控制回路系统中使用。然而，将理解，公开文本设想了本领域技术人员可以配置其他实施方案，其中，控制回路系统替代地呈旁路控制配置，诸如控制回路系统(200)。

同样地，在图4至图11中所示出的本发明的电子设备和方法的优选实施方案中，设备被配置用于在控制回路系统中使用，控制回路系统包含工作机和最终控制元件，工作机是转子动力泵，最终控制元件是调节控制阀。然而，将理解，公开文本设想了本领域技术人员可以配置其他实施方案，其中，工作机替代地是风扇或鼓风机，并且最终控制元件替代地是阻尼器。进一步地，另外的实施方案可以使阻尼器位于工作机的入口处，而不是在出口处。

类似地，在图4至图11中所示出的本发明的电子设备和方法的优选实施方案中，设备被配置用于在控制回路系统中使用，控制回路系统包含工作机，工作机是转子动力泵，但是设想了其他实施方案可以替代地使用正排量泵。

另外，在图4至图11中所示出的本发明的电子设备和方法的优选实施方案中，设备被配置用于在控制回路系统中使用，控制回路系统包含以AC功率运行的电动马达，但是设想了另外的实施方案可以替代地使用替代地以DC功率运行的电动马达。

对本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离要求保护的主题的范围或精神的情况下，可以对设备和方法的设计和构造进行各种修改，并且权利要求不限于本文展示的优选实施方案。