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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种基于轴流泵瞬态启动过程的驱动系统及其优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115204071B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210839108.4，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种基于轴流泵瞬态启动过程的驱动系统及其优化方法是由陈泰然;望喻虎;刘欣然;郑枫川;黄彪;王国玉设计研发完成，并于2022-06-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于轴流泵瞬态启动过程的驱动系统及其优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开的一种基于轴流泵瞬态启动过程的驱动系统，属于水力机械领域和水下驱动领域。本发明包括入流管、轴流泵、高压流管、驱动管、驱动对象和出流管。本发明仅涉及单一流体介质，实现驱动过程中，作为动力源的轴流泵与整个驱动系统的协联运行与针对该驱动系统的性能预测。同时，该驱动系统能够满足不同的驱动初始条件。针对驱动时间很短的强瞬态过程，通过建立轴流泵稳态特性与瞬态特性的联系，使得在瞬态过程中仍能准确预测轴流泵的性能。将驱动过程中轴流泵的瞬态启动过程考虑在内，通过建立驱动过程的动力学模型，使得整个驱动系统耦联起来实现一体式设计和性能快速预测。本发明能够应用于船舶、水下探测器等涉及水下驱动技术领域。

本发明授权一种基于轴流泵瞬态启动过程的驱动系统及其优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于轴流泵瞬态启动过程的驱动系统的优化方法，包括以下步骤： 步骤一、明确被驱动对象的驱动目标及参数； 根据目标的驱动需求，给出驱动对象的水下初始驱动深度h、目标驱动时间tt、驱动完毕后驱动对象的目标速度vt和电机启动时的转速变化规律nt；驱动对象的目标速度vt根据水下初始驱动深度h、驱动对象被驱动出筒后的水下运动阻力fs和驱动对象的质量m确定，即 步骤二、根据驱动需求初步选定轴流泵的型号； 查询所选定型号轴流泵的外特性曲线，根据查询到的外特性曲线，确定轴流泵在不同转速下扬程Hn和流量Qn；结合第一步中给出的电机启动时轴流泵的转速变化规律nt，建立第一个关系式：轴流泵在启动过程中，轴流泵的流量、扬程与时间关系； f[Ht,Qt]＝02 步骤三、建立驱动系统内流量关系； 根据连续性方程，驱动系统内的流量Q表示为驱动对象排出的流体介质的流量Qf和驱动对象与驱动管间隙处的流量Qj之和； Qt＝Qf+Qj3 Qf＝vtS4 其中S是驱动对象的横截面积，P0为出流管处的压强，P1为驱动对象尾部的压强，表示为轴流泵出口的压强，减去流动过程中沿程损失和局部损失共同作用所产生的压力损失；而沿程损失和局部损失共同作用所产生的扬程损失与轴流泵提供的扬程相比，能够忽略不计，因此P1表示为 P1＝ρgHt6 联立3456即得到 联立37式得到第二个关系式：Ht与vt的关系 f[Ht,vt]＝08 步骤四、建立驱动系统耦合动力学模型； 不同的驱动系统虽然结构不同，但原理和遵循的物理定律是相同的；因此本发明只针对一般性的情况，挑选驱动系统中重要的参数进行耦合动力学建模，具有普适性；本发明中普适性的参数有时间t、驱动系统流量Qt、驱动系统扬程Ht，驱动对象质量m，驱动对象截面积S，驱动对象在驱动过程结束后的运动速度vt，驱动对象水下初始驱动深度h，驱动对象的驱动加速位移xt和目标驱动时间tt； 为了实现快速驱动，驱动对象通常都做直线运动；根据动量定理： FΔt＝mΔv9 t＝0时刻，驱动对象静止，v＝0，满足Ft＝mv；且每一时刻冲量的变化量与动量的变化量都相等，因此每一时刻都满足： Ft＝mv10 驱动对象受到的驱动合力可以表示为∑F＝ΔPS-fj＝P1-P0S-fj＝[ρgHt-P0]S-fj11 其中fj为驱动对象在驱动管内驱动加速过程中受到的阻力，表示为 其中kL、C均为常系数，Ω为驱动对象浸湿的表面积；因此驱动对象受到的合力表示为 联立1013式可得 联立814即得到vt的表达式； 根据t＝0，t＝tt时刻边界条件得： 因此问题转变为非线性常微分方程的初值问题；采用欧拉法、龙格－库塔法或线性多步法均能求出驱动对象在驱动过程结束后的运动速度vt，将预测的驱动系统提供给驱动对象，作为驱动对象的初始运动性能； 步骤五、验证驱动系统工作的有效性，并迭代优化驱动系统，直到满足目标； 判断驱动过程结束时，是否达到驱动对象的目标速度vt；若驱动对象在驱动过程结束后的运动速度vt大于驱动对象的目标速度vt，则完成目标；若驱动对象在驱动过程结束后的运动速度vt小于驱动对象的目标速度vt，则未完成目标；通过改变发射管长度L、改变电机启动时的转速变化规律nt、改变轴流泵的型号，直到满足目标。

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