CN115993014B - 一种氦制冷机的控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种氦制冷机的控制系统和控制方法，所述控制系统包括：控制装置和氦制冷机，所述氦制冷机包括：氦气压缩机、氦气缓冲罐和透平膨胀机；所述控制装置用于控制所述氦气压缩机产生高压氦气，并将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口输送给所述氦气压缩机的进气口；将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机的进气口；将所述氦气压缩机产生的高压氦气输送给所述透平膨胀机；将所述冷氦气输送给负载端，以使负载端利用所述冷氦气制冷。通过所述控制系统和控制方法，通过对氦制冷机的自动控制，从而解决氦制冷机的制冷效果不好，以及不能实现快速响应的问题。

Description

一种氦制冷机的控制系统和控制方法

技术领域

本申请涉及制冷机控制技术领域，尤其是涉及一种氦制冷机的控制系统和控制方法。

背景技术

随着我国科学技术和国民经济的不断发展，大型低温制冷技术在超导加速器、核聚变装置、超导强磁场、超导电力设备、宇宙深低温环境模拟、反应堆冷中子源CNS、散列中子源SNS、超导磁悬浮等领域有着广泛应用。大型低温制冷机是大科学工程、航空航天、新能源等高技术产业的核心技术设备。

目前，市面上存在的制冷机一般为液氮制冷机，极少数制冷机为氦制冷机，然而，市面上存在的极少数氦制冷机一般需要人工手动控制以实现氦制冷机的制冷功能，例如，通过操作员手动调节进气阀门的开度来控制进气量，但是这种手动控制方式控制精度难以达到要求，导致氦制冷机存在制冷效果不好的问题，同时，这种手动控制方式导致上下游工序不能够做到有序衔接，不能实现与其它功能模块统一协调的工作，导致氦制冷机不能实现快速响应。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种氦制冷机的控制系统和控制方法，通过对氦制冷机的自动控制，从而解决氦制冷机的制冷效果不好，以及不能实现快速响应的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种氦制冷机的控制系统，所述控制系统包括：控制装置和氦制冷机，所述氦制冷机包括：氦气压缩机、氦气缓冲罐和透平膨胀机；

所述控制装置用于控制所述氦气压缩机产生高压氦气，并将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口输送给所述氦气压缩机的进气口，以及将所述高压氦气输送给所述氦气缓冲罐或者从所述氦气缓冲罐接收氦气，以使所述氦气压缩机达到供气稳定状态；

所述控制装置用于控制所述氦气压缩机在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机的进气口，直至所述氦制冷机达到进气稳定状态；

所述控制装置用于控制所述氦气压缩机在所述氦制冷机达到进气稳定状态时，停止将高压氦气输送给所述氦制冷机内部的高低压氦气流通回路，并将所述氦气压缩机产生的高压氦气输送给所述透平膨胀机，以使所述透平膨胀机基于接收到的高压氦气膨胀制冷生成冷氦气；

所述控制装置用于在控制所述透平膨胀机生成冷氦气之后，将所述冷氦气输送给负载端，以使负载端利用所述冷氦气制冷。

可选地，所述氦气压缩机的出气口与所述氦气压缩机的进气口通过第一管路连接，从所述第一管路上引出第一连通点和第二连通点，所述第一管路上的第一连通点通过第二管路与所述氦气缓冲罐连接，所述第一管路上的第二连通点通过第三管路与所述氦气缓冲罐连接；

所述第一管路上设置有低压调节阀，所述第二管路上设置有高压卸载阀，所述第三管路上设置有高压加载阀；

所述控制装置用于通过以下方式使所述氦气压缩机达到供气稳定状态：

根据所述氦气压缩机的进气口的压力，控制所述低压调节阀的开度和所述氦气压缩机的转速，以控制所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过第一管路输送给所述氦气压缩机的进气口的流通状态，以使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力；

根据所述氦气压缩机的出气口的压力，控制所述高压卸载阀和高压加载阀的开闭状态，以将所述高压氦气输送给所述氦气缓冲罐或者从所述氦气缓冲罐接收氦气，以使所述氦气压缩机的出气口的压力达到预设的氦气压缩机的出气口的压力。

可选地，所述控制装置用于通过以下方式使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力：

根据所述氦气压缩机的进气口的压力，利用反馈控制方式控制所述低压调节阀的开度，以控制所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过第一管路输送给所述氦气压缩机的进气口的流通状态，以使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力；

其中，在检测到所述低压调节阀的开度在预设开度下限值以下时，控制所述氦气压缩机的转速提升，以使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力；

其中，在检测到所述低压调节阀的开度在预设开度上限值以上时，控制所述氦气压缩机的转速降低，以使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力。

可选地，所述控制装置在用于使所述氦气压缩机的出气口的压力达到预设的氦气压缩机的出气口的压力时，包括：

当所述氦气压缩机的出气口的压力大于预设的氦气压缩机的出气口的压力，控制所述高压卸载阀打开，同时控制所述高压加载阀关闭，控制所述氦气压缩机的出气口将所述高压氦气通过第二管路输送给所述氦气缓冲罐进行缓冲，以使所述氦气压缩机的出气口的压力达到预设的氦气压缩机的出气口的压力；

当所述氦气压缩机的出气口的压力小于预设的氦气压缩机的出气口的压力，控制所述高压加载阀打开，同时控制所述高压卸载阀关闭，以控制所述氦气压缩机的进气口从第三管路接收所述氦气缓冲罐输送的低压氦气，以使所述氦气压缩机出气口的压力达到预设的氦气压缩机出气口的压力。

可选地，从所述第一管路上引出第三连通点和第四连通点；所述第一管路上的第三连通点通过第四管路连接到所述第一管路上的第四连通点；

所述第四管路上设置有高压进气阀、透平旁通阀、降温旁通阀和低压回气阀；

所述控制装置用于通过以下方式使所述氦制冷机达到进气稳定状态：

在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，依次控制所述低压回气阀、所述高压进气阀、所述降温旁通阀和所述透平旁通阀的开闭状态，以将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机的进气口，以使所述氦制冷机达到进气稳定状态。

可选地，所述控制装置具体通过以下方式使所述氦制冷机达到进气稳定状态：

在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，控制所述低压回气阀开启；

在所述低压回气阀开启之后，控制所述高压进气阀按照第一预设速率打开到第一预设开度；在所述高压进气阀的两侧达到气体压力稳定状态时，控制所述高压进气阀按照第二预设速率打开到第二预设开度；其中，所述第二预设开度大于所述第一预设开度，所述第二预设速率大于所述第一预设速率；

在所述高压进气阀的两侧达到气体压力稳定状态后，控制所述降温旁通阀打开到降温旁通阀对应的开度，并在所述降温旁通阀打开到降温旁通阀对应的开度后，根据所述透平膨胀机的制冷出气口的压力控制所述降温旁通阀的开度，以使所述透平膨胀机的制冷出气口的压力达到预设的透平膨胀机的制冷出气口的压力；

在所述降温旁通阀打开到所述降温旁通阀对应的开度时，控制所述透平旁通阀打开，以将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机的进气口，直至所述氦制冷机达到进气稳定状态。

可选地，从所述第四管路上引出第五连通点、第六连通点、第七连通点、第八连通点，所述第四管路上的第五连通点通过第五管路连接到所述透平膨胀机的轴承气进气口，所述透平膨胀机的轴承气出气口通过第六管路连接到所述第四管路上的第六连通点，所述第四管路上的第七连通点通过第七管路连接到所述透平膨胀机的制冷气进气口，所述透平膨胀机的制冷出气口通过第八管路连接到所述第四管路上的第八连通点；

所述第五管路上设置有轴承气进气阀，所述第七管路上设置有透平进气阀；

所述控制装置用于通过以下方式使所述透平膨胀机基于接收到的高压氦气生成冷氦气：

在所述氦制冷机达到进气稳定状态后，控制所述轴承气进气阀打开，以控制所述氦气压缩机产生的高压氦气通过所述第五管路输送给所述透平膨胀机的轴承气进气口，以使所述透平膨胀机基于从所述第五管路接收到的高压氦气启动运行；

在所述第五管路达到压力稳定状态后，控制所述透平旁通阀关闭，同时控制所述透平进气阀按照多段升速的控制策略打开，以控制所述氦气压缩机产生的高压氦气通过所述第七管路输送给所述透平膨胀机的制冷气进气口，以使所述透平膨胀机基于通过所述第七管路接收到的高压氦气膨胀制冷生成冷氦气。

可选地，所述控制装置控制所述透平进气阀按照多段升速的控制策略打开的步骤，包括：

控制所述透平进气阀按照第三预设速率打开到第三预设开度，并保持所述第三预设开度第一预设时间；

在控制所述透平进气阀保持所述第三预设开度预设时间后，控制所述透平进气阀按照第四预设速率打开到第四预设开度，并保持所述第四预设开度第二预设时间；其中，所述第三预设速率小于所述第四预设速率，所述第三预设开度小于所述第四预设开度。

在控制所述透平进气阀保持所述第四预设开度第二预设时间后，根据所述透平膨胀机的转速控制所述透平进气阀的开度，以使所述透平膨胀机的转速达到预设的透平膨胀机的转速。

可选地，从所述第四管路上引出第九连通点和第十连通点，所述第四管路上的第九连通点通过第九管路连接到负载供气端，所述第四管路上的第十连通点通过第十管路连接到负载回气端；

所述第九管路上设置有负载供气阀，所述第十管路上设置有负载回气阀；

所述控制装置用于控制所述透平膨胀机在生成冷氦气之后，将所述冷氦气输送给负载端，以使负载端利用所述冷氦气制冷时，包括：

在所述透平膨胀机生成冷氦气之后，响应于负载端的供气请求，控制所述负载回气阀开启；

在所述负载回气阀开启之后，控制所述负载供气阀开启；

在所述负载回气阀开启之后，根据所述透平膨胀机的制冷气出气口的压力，控制所述负载回气阀的开度。

第二方面，本申请实施例提供了一种氦制冷机的控制方法，应用于氦制冷机的控制系统中的控制装置，所述控制方法包括：

控制所述氦气压缩机产生高压氦气，并将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口输送给所述氦气压缩机的进气口，以及将所述高压氦气输送给所述氦气缓冲罐或者从所述氦气缓冲罐接收氦气，以使所述氦气压缩机达到供气稳定状态；

控制所述氦气压缩机在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，将所述高压氦气输送给所述氦制冷机内部的高低压氦气流通回路，以使所述氦制冷机达到进气稳定状态；

控制所述氦气压缩机在所述氦制冷机达到进气稳定状态时，停止将高压氦气输送给所述氦制冷机内部的高低压氦气流通回路，并将所述氦气压缩机产生的高压氦气输送给所述透平膨胀机，以使所述透平膨胀机基于接收到的高压氦气生成冷氦气；

控制所述透平膨胀机在生成冷氦气之后，将所述冷氦气输送给负载端，以使负载端利用所述冷氦气制冷。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的氦制冷机的控制方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的氦制冷机的控制方法的步骤。

本申请实施例提供的一种氦制冷机的控制系统和控制方法，通过对氦制冷机的自动控制，从而解决氦制冷机的制冷效果不好，以及不能实现快速响应的问题。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请示例性实施例提供的一种氦制冷机的控制系统的结构示意图；

图2示出了本申请示例性实施例提供的一种氦制冷机的结构示意图；

图3示出了本申请示例性实施例提供的一种氦制冷机的控制方法的流程图；

图4示出了本申请示例性实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前，市面上存在的制冷机一般为液氮制冷机，极少数制冷机为氦制冷机，然而，市面上存在的极少数氦制冷机一般需要人工手动控制以实现氦制冷机的制冷功能，例如，通过操作员手动调节进气阀门的开度来控制进气量，但是这种手动控制方式控制精度难以达到要求，导致氦制冷机存在制冷效果不好的问题，同时，这种手动控制方式导致上下游工序不能够做到有序衔接，不能实现与其它功能模块统一协调的工作，导致氦制冷机不能实现快速响应。

基于此，本申请实施例提供了一种氦制冷机的控制系统，通过对氦制冷机的自动控制，从而解决氦制冷机的制冷效果不好，以及不能实现快速响应的问题。

请参阅图1，图1示出了本申请示例性实施例提供的一种氦制冷机的控制系统的结构示意图。

如图1中所示，本申请实施例提供的一种氦制冷机的控制系统100，包括：控制装置110和氦制冷机120，所述氦制冷机120包括：氦气压缩机121、氦气缓冲罐122和透平膨胀机123；

其中，所述控制装置110用于控制所述氦气压缩机121产生高压氦气，并将所述高压氦气从所述氦气压缩机121的出气口OUT1输送给所述氦气压缩机121的进气口IN1，以及将所述高压氦气输送给所述氦气缓冲罐122或者从所述氦气缓冲罐接收氦气，以使所述氦气压缩机121达到供气稳定状态；

所述控制装置110用于控制所述氦气压缩机121在所述氦气压缩机121达到供气稳定状态时，将所述高压氦气从所述氦气压缩机121的出气口OUT1通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机121的进气口IN1，直至所述氦制冷机达到进气稳定状态；

所述控制装置110用于控制所述氦气压缩机121在所述氦制冷机达到进气稳定状态时，停止将高压氦气输送给所述氦制冷机内部的高低压氦气流通回路，并将所述氦气压缩机121产生的高压氦气输送给所述透平膨胀机123，以使所述透平膨胀机123基于接收到的高压氦气膨胀制冷生成冷氦气；

所述控制装置110用于在控制所述透平膨胀机123生成冷氦气之后，将所述冷氦气输送给负载端124，以使负载端124利用所述冷氦气制冷。

通过上述方式，通过控制装置110对氦制冷机的自动控制，从而解决氦制冷机的制冷效果不好，以及不能实现快速响应的问题。

下面，将通过具体的实施例来对氦制冷机120的具体结构以及控制装置110控制氦制冷机120实现制冷功能的控制方法进行详细的举例说明。

请参阅图2，图2示出了本申请示例性实施例提供的一种氦制冷机的结构示意图。

如图2所示，在本申请实施例的一个具体实施方式中，所述氦气压缩机121的出气口OUT1与所述氦气压缩机121的进气口IN1通过第一管路A1连接，从所述第一管路A1上引出第一连通点1和第二连通点2，所述第一管路A1上的第一连通点1通过第二管路A2与所述氦气缓冲罐122连接，所述第一管路A1上的第二连通点2通过第三管路A3与所述氦气缓冲罐122连接；

其中，所述第一管路A1上设置有低压调节阀S1，所述第二管路A2上设置有高压卸载阀S2，所述第三管路A3上设置有高压加载阀S3；

这里，可以在所述氦气压缩机121的进气口IN1和所述氦气压缩机121的出气口OUT1设置压力检测装置。

具体地，所述控制装置110用于通过以下方式使所述氦气压缩机121达到供气稳定状态：

a1、根据所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力，控制所述低压调节阀S1的开度和所述氦气压缩机121的转速，以控制所述高压氦气从所述氦气压缩机121的出气口OUT1通过第一管路A1输送给所述氦气压缩机121的进气口IN1的流通状态，以使所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力达到预设的氦气压缩机121的进气口IN1的压力；

作为示例，可以根据所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力，利用反馈控制方式控制所述低压调节阀S1的开度，以控制所述高压氦气从所述氦气压缩机121的出气口OUT1通过第一管路A1输送给所述氦气压缩机121的进气口IN1的流通状态，以使所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力达到预设的氦气压缩机121的进气口IN1的压力；

例如，当所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力大于预设的氦气压缩机121的进气口IN1的压力时，控制所述低压调节阀S1的开度减小，以减少从氦气压缩机121的出气口OUT1流过第一管路A1上的低压调节阀S1的高压氦气量，以使所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力达到预设的氦气压缩机121的进气口IN1的压力；当所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力小于预设的氦气压缩机121的进气口IN1的压力时，控制所述低压调节阀S1的开度增大，以增加从氦气压缩机121的出气口OUT1流过第一管路A1上的低压调节阀S1的高压氦气量，以使所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力达到预设的氦气压缩机121的进气口IN1的压力。

这里，当低压调节阀S1的开度调到预设开度下限值以下或者在预设开度上限值以上时，表示调整低压调节阀S1已经不能快速控制氦气压缩机121的进气口IN1满足预设的压力条件了，此时，可以通过调整氦气压缩机121的转速实现对氦气压缩机121的进气口IN1的压力调整。

具体地，在检测到所述低压调节阀S1的开度在预设开度下限值以下时，控制所述氦气压缩机121的转速提升，以增加氦气压缩机121对低压侧（氦气压缩机121的进气口IN1侧）的气量的抽取能力，以使所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力达到预设的氦气压缩机121的进气口IN1的压力；在检测到所述低压调节阀S1的开度在预设开度上限值以上时，控制所述氦气压缩机121的转速降低，以减少氦气压缩机121对低压侧的气量的抽取能力，以使所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力达到预设的氦气压缩机121的进气口IN1的压力。

a2、根据所述氦气压缩机121的出气口OUT1的压力，控制所述高压卸载阀S2和高压加载阀S3的开闭状态，以将所述高压氦气输送给所述氦气缓冲罐122或者从所述氦气缓冲罐接收氦气，以使所述氦气压缩机121的出气口OUT1的压力达到预设的氦气压缩机121的出气口OUT1的压力。

作为示例，可以当所述氦气压缩机121的出气口OUT1的压力大于预设的氦气压缩机121的出气口OUT1的压力时，控制所述高压卸载阀S2打开，同时控制所述高压加载阀S3关闭，以控制所述氦气压缩机121的出气口OUT1将所述高压氦气通过第二管路A2输送给所述氦气缓冲罐122进行缓冲，以使所述氦气压缩机121的出气口OUT1的压力达到预设的氦气压缩机121的出气口OUT1的压力；

当所述氦气压缩机121的出气口OUT1的压力小于预设氦气压缩机121的出气口OUT1的压力，控制所述高压加载阀S3打开，同时控制所述高压卸载阀S2关闭，以控制所述氦气压缩机121的进气口IN1从第三管路A3接收所述氦气缓冲罐122输送的低压氦气，以使所述氦气压缩机121的出气口OUT1的压力达到预设的氦气压缩机121的出气口OUT1的压力。

这里，所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力达到预设的氦气压缩机121的进气口IN1的压力时以及当所述氦气压缩机121的出气口OUT1的压力达到预设的氦气压缩机121的出气口OUT1的压力时，所述氦气压缩机121达到供气稳定状态。

通过上述方式，可以不断地调整所述氦气压缩机121的进气口IN1的压力和出气口的压力，以使所述氦气压缩机121达到供气稳定状态。

通过在所述氦气压缩机121达到供气稳定状态之后再进行后续控制，可以使得氦气压缩机121后续输送的高压氦气更加稳定，从而更好地提高氦制冷机的制冷效果。

此外，在图2所示出的氦制冷机中，所述第一管路A1上还可以设置第一油过滤器、第二油过滤器和吸附器（未在图中示出），所述第一油过滤器的第一端连接到所述氦气压缩机121的出气口OUT1，所述第一油过滤器的第二端连接到所述第二油过滤器的第一端，所述第二油过滤器的第二端连接到所述吸附器的第一端，所述吸附器的第二端连接到所述低压调节阀S1的第一端，所述低压调节阀S1的第二端连接到所述氦气压缩机121的进气口IN1。通过所述第一过滤器、第二油过滤器和吸附器，可以对从氦气压缩机121的出气口OUT1流出的高压氦气进行油过滤处理，获得更纯净的高压氦气。

请继续参见图2，在本申请实施例的一个具体实施方式中，从所述第一管路A1上引出第三连通点3和第四连通点4；所述第一管路A1上的第三连通点3通过第四管路A4连接到所述第一管路A1上的第四连通点4；

其中，所述第四管路A4上设置有高压进气阀S4、透平旁通阀S5、降温旁通阀S6和低压回气阀S7；

具体地，所述控制装置110用于通过以下方式使所述氦制冷机达到进气稳定状态：

在所述氦气压缩机121达到供气稳定状态时，依次控制所述低压回气阀S7、所述高压进气阀S4、所述降温旁通阀S6和所述透平旁通阀S5的开闭状态，以将所述高压氦气从所述氦气压缩机121的出气口OUT1通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机121的进气口IN1，以使所述氦制冷机达到进气稳定状态。

这里，所述高低压氦气流通回路是指由第四管路A4形成的氦气流通回路，通过依次控制所述第四管路A4上的阀门打开，可以使得第四管路A4形成高低压氦气流通回路，并在所述第四管路A4上的阀门均打开后，可以使得氦气压缩机121产生的高压氦气在第四管路A4中流通。

具体地，在所述氦气压缩机121达到供气稳定状态时，依次控制所述低压回气阀S7、所述高压进气阀S4、所述降温旁通阀S6和所述透平旁通阀S5的开闭状态，以将所述高压氦气从所述氦气压缩机121的出气口OUT1通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机121的进气口IN1，以使所述氦制冷机达到进气稳定状态的步骤可以包括：

b1、在所述氦气压缩机121达到供气稳定状态时，控制所述低压回气阀S7开启；

这里，通过控制低压回气阀S7开启，可以使氦制冷机先形成低压路径，以避免先形成高压路径未形成低压路径导致的氦气堵塞的现象，以避免气量变化对氦气压缩机121的进气口IN1和氦气压缩机121的出气口OUT1的压力影响。

b2、在所述低压回气阀S7开启之后，控制所述高压进气阀S4按照第一预设速率打开到第一预设开度；在所述高压进气阀S4的两侧达到气体压力稳定状态时，控制所述高压进气阀S4按照第二预设速率打开到第二预设开度；

其中，所述第二预设开度大于所述第一预设开度，所述第二预设速率大于所述第一预设速率。

这里，可以在所述高压进气阀S4的两侧设置压力检测装置，以检测高压进气阀S4两侧的压力，作为示例，压力检测装置可以为压力表或压力计。

这里，高压进气阀S4的两侧达到气体压力稳定状态可以为高压进气阀S4的两侧压力相等。

通过控制所述高压进气阀S4按照第一预设速率打开到第一预设开度，即控制所述高压进气阀S4先缓慢打开较小开度，可以平衡高压进气阀S4两侧的压力，从而最大程度的减少气量变化对氦气压缩机121的进气口IN1和氦气压缩机121的出气口OUT1的压力影响。

b3、在所述高压进气阀S4的两侧达到气体压力稳定状态后，控制所述降温旁通阀S6打开到所述降温旁通阀S6对应的开度，并在所述降温旁通阀S6打开到所述降温旁通阀S6对应的开度后，根据所述透平膨胀机123的制冷出气口OUT2的压力控制所述降温旁通阀S6的开度，以使所述透平膨胀机123的制冷出气口OUT2的压力达到预设的透平膨胀机123的制冷出气口OUT2的压力；这里，所述降温旁通阀S6对应的开度为根据实际情况预先设置的。

这里，在所述高压进气阀S4的两侧达到气体压力稳定状态后可以是所述高压进气阀S4的两侧达到气体压力稳定状态且所述氦气压缩机121的出气口OUT1的压力等于预设的氦气压缩机OUT1的出气口的压力。通过在高压进气阀S4的两侧达到气体压力稳定状态且所述氦气压缩机121的出气口OUT1的压力等于预设的氦气压缩机OUT1的出气口的压力时，控制所述降温旁通阀S6打开到所述降温旁通阀S6对应的开度，可以减少气量变化对氦气压缩机121的出气口OUT1的压力影响。

作为示例，在所述降温旁通阀S6打开到所述降温旁通阀S6对应的开度后，可以当所述透平膨胀机123的制冷出气口OUT2的压力大于预设的透平膨胀机123的制冷出气口OUT2的压力时，控制所述降温旁通阀S6的开度增加，以增加第四管路A4中高压侧流入低压侧的氦气量；当所述透平膨胀机123的制冷出气口OUT2的压力小于预设的透平膨胀机123的制冷出气口OUT2的压力时，控制所述降温旁通阀S6的开度减小，以减少第四管路A4中高压侧流入低压侧的氦气量。

b4、在所述降温旁通阀S6打开到所述降温旁通阀S6对应的开度时，控制所述透平旁通阀S5打开，以将所述高压氦气从所述氦气压缩机121的出气口OUT1通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路（第四管路A4）输送给所述氦气压缩机121的进气口IN1，直至所述氦制冷机达到进气稳定状态。

这里，所述氦制冷机达到进气稳定状态可以是指所述透平旁通阀S5两侧的压力相等。

通过在所述氦制冷机达到进气稳定状态之后再启动透平膨胀机可以避免透平膨胀机的进气量波动较大导致的转速波动，从而平稳的调节和控制透平膨胀机的转速并提供稳定的冷量来源，使得透平膨胀机稳定运行并提供稳定的制冷量从而更好地提高氦制冷机的制冷效果。

请再次参见图2，在本申请实施例的一个具体实施方式中，从所述第四管路A4上引出第五连通点5、第六连通点6、第七连通点7、第八连通点8，所述第四管路A4上的第五连通点5通过第五管路A5连接到所述透平膨胀机123的轴承气进气口IN3，所述透平膨胀机123的轴承气出气口OUT3通过第六管路A6连接到所述第四管路A4上的第六连通点6，所述第四管路A4上的第七连通点7通过第七管路A7连接到所述透平膨胀机123的制冷气进气口，所述透平膨胀机123的制冷出气口OUT2通过第八管路A8连接到所述第四管路A4上的第八连通点8；

所述第五管路A5上设置有轴承气进气阀S9，所述第七管路A7上设置有透平进气阀S8；

所述控制装置110用于通过以下方式使所述透平膨胀机123基于接收到的高压氦气生成冷氦气：

c1、在所述氦制冷机达到进气稳定状态后，控制所述轴承气进气阀S9打开，以控制所述氦气压缩机121产生的高压氦气通过所述第五管路A5输送给所述透平膨胀机123的轴承气进气口IN3，以使所述透平膨胀机123基于从所述第五管路A5接收到的高压氦气启动运行；

这里，透平膨胀机123内部有空气轴承，空气轴承属于滑动轴承中的流体滑动轴承，空气轴承在工作时需要流体润滑剂来启动运行。这里，通过第五管路A5输送给所述透平膨胀机123的轴承气进气口IN3的高压氦气作为润滑剂，透平膨胀机123在接收到从所述第五管路A5接收到的高压氦气后启动运行。

通过第五管路A5输送给透平膨胀机123的高压氦气在驱动所述透平膨胀机123启动运行之后，通过所述第六管路A6再输送回氦气压缩机121的进气口IN1。

c2、在所述第五管路A5达到压力稳定状态后，控制所述透平旁通阀S5关闭，同时控制所述透平进气阀S8按照多段升速的控制策略打开，以控制所述氦气压缩机121产生的高压氦气通过所述第七管路A7输送给所述透平膨胀机123的制冷气进气口，以使所述透平膨胀机123基于通过所述第七管路A7接收到的高压氦气膨胀制冷生成冷氦气。

这里，所述第五管路A5达到压力稳定状态可以是指轴承气进气阀S9的出口的压力达到预设的轴承气进气阀S9的出口的压力。

作为示例，所述控制装置110控制所述透平进气阀S8按照多段升速的控制策略打开的步骤，包括：

c21、控制所述透平进气阀S8按照第三预设速率打开到第三预设开度，并保持所述第三预设开度第一预设时间；

c22、在控制所述透平进气阀S8保持所述第三预设开度预设时间后，控制所述透平进气阀S8按照第四预设速率打开到第四预设开度，并保持所述第四预设开度第二预设时间；这里，所述第三预设速率小于所述第四预设速率，所述第三预设开度小于所述第四预设开度。

c23、在控制所述透平进气阀S8保持所述第四预设开度第二预设时间后，根据所述透平膨胀机123的转速控制所述透平进气阀S8的开度，以使所述透平膨胀机123的转速达到预设的透平膨胀机123的转速。

这里，当所述透平膨胀机123的转速大于预设的透平膨胀机123的转速时，控制所述透平进气阀S8的开度减小，以减小进入所述透平膨胀机123的制冷进气口IN2的氦气量；当所述透平膨胀机123的转速小于预设的透平膨胀机123的转速时，控制所述透平进气阀S8的开度增大，以增加进入所述透平膨胀机123的制冷进气口IN2的氦气量。

这里，由于透平膨胀机123的运转受周围工况环境影响较大，为了使其运行能够实现动态平衡，保证整个氦制冷机的运行稳定，还可以对预设的透平膨胀机123的转速设置动态衰减功能，即当个别工况出现某种波动时，对预设的透平膨胀机123的转速进行相应的微量调节。

例如，可以通过以下方式确定预设的透平膨胀机123的转速：

获取所述透平膨胀机123内的制动气的温度、所述负载端124的负载加热器的输出功率和所述透平膨胀机123的出口的温度；

按照表征所述制动气的温度和制动气衰减因子的第一曲线确定制动气衰减因子；

按照表征所述输出功率和功率衰减因子的第二曲线确定功率衰减因子；

按照表征所述透平膨胀机123的出口的温度和温度衰减因子的第三曲线确定温度衰减因子；

基于所述透平膨胀机123的额定转速、所述制动气衰减因子、所述功率衰减因子和所述温度衰减因子，利用以下公式确定所述预设的透平膨胀机123的转速SP.S：

SP.S=SPN.S × [CF.E1BT × CF.JI × CF.TI]

其中，SPN.S 为额定转速、CF.E1BT为制动气衰减因子、CF.JI为功率衰减因子、CF.TI为温度衰减因子。

请再次参见图2，在本申请实施例的一个具体实施方式中，从所述第四管路A4上引出第九连通点9和第十连通点10，所述第四管路A4上的第九连通点9通过第九管路A9连接到负载供气端，所述第四管路A4上的第十连通点10通过第十管路A10连接到负载回气端；

所述第九管路A9上设置有负载供气阀S10，所述第十管路A10上设置有负载回气阀S11；

具体地，所述控制装置110用于控制所述透平膨胀机123在生成冷氦气之后，将所述冷氦气输送给负载端124，以使负载端124利用所述冷氦气制冷时，包括：

d1、在所述透平膨胀机123生成冷氦气之后，响应于负载端的供气请求，控制所述负载回气阀S11开启；

作为示例，在所述透平膨胀机生成冷氦气之后，透平膨胀机可以向负载端发出生成冷氦气的提示信息，透平膨胀机在接收到提示信息之后，可以将所述提示信息在负载端的操作界面上展示给用户，以使用户可以在操作界面上进行操作，以使负载端向控制装置110发出供气请求。

d2、在所述负载回气阀S11开启之后，控制所述负载供气阀S10开启；

这里，在所述负载供气阀S10开启之后，透平膨胀机可以将产生的冷氦气通过第九管路A9输送给所述负载端124，以使所述氦制冷机对所述负载端进行制冷。

负载端124在被制冷之后会产生热氦气，并将产生的热氦气通过所述第十管路A10输送给所述氦气压缩机121的进气口IN1，以实现氦制冷机的制冷循环。

d3、在所述负载回气阀S11开启之后，根据所述透平膨胀机123的制冷气出气口的压力，控制所述负载回气阀S11的开度。

作为示例，可以是当所述透平膨胀机123的制冷气出气口的压力小于预设的透平膨胀机123的制冷气出气口的压力时，控制所述负载回气阀S11的开度减小，当所述透平膨胀机123的制冷气出气口的压力大于预设的透平膨胀机123的制冷气出气口的压力时，控制所述负载回气阀S11的开度增加。

通过所述控制系统，通过对氦制冷机的自动控制，从而解决氦制冷机的制冷效果不好，以及不能实现快速响应的问题。

请参阅图3，图3示出了本申请示例性实施例提供的一种氦制冷机的控制方法的流程图。

如图3所示，所述控制方法包括：

S301、控制所述氦气压缩机产生高压氦气，并将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口输送给所述氦气压缩机的进气口，以及将所述高压氦气输送给所述氦气缓冲罐或者从所述氦气缓冲罐接收氦气，以使所述氦气压缩机达到供气稳定状态；

S302、控制所述氦气压缩机在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机的进气口，直至所述氦制冷机达到进气稳定状态；

S303、控制所述氦气压缩机在所述氦制冷机达到进气稳定状态时，停止将高压氦气输送给所述氦制冷机内部的高低压氦气流通回路，并将所述氦气压缩机产生的高压氦气输送给所述透平膨胀机，以使所述透平膨胀机基于接收到的高压氦气膨胀制冷生成冷氦气；

S304、控制在控制所述透平膨胀机生成冷氦气之后，将所述冷氦气输送给负载端，以使负载端利用所述冷氦气制冷。

通过所述控制方法，通过对氦制冷机的自动控制，从而解决氦制冷机的制冷效果不好，以及不能实现快速响应的问题。

请参阅图4，图4为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图4中所示，所述电子设备400包括处理器410、存储器420和总线430。

所述存储器420存储有所述处理器410可执行的机器可读指令，当电子设备400运行时，所述处理器410与所述存储器420之间通过总线430通信，所述机器可读指令被所述处理器410执行时，可以执行如上述方法实施例中的氦制冷机的控制方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述方法实施例中的氦制冷机的控制方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，又例如，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信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能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，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种氦制冷机的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：控制装置和氦制冷机，所述氦制冷机包括：氦气压缩机、氦气缓冲罐和透平膨胀机；

所述控制装置用于控制所述氦气压缩机产生高压氦气，并将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口输送给所述氦气压缩机的进气口，以及将所述高压氦气输送给所述氦气缓冲罐或者从所述氦气缓冲罐接收氦气，以使所述氦气压缩机达到供气稳定状态；

所述控制装置用于控制所述氦气压缩机在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机的进气口，直至所述氦制冷机达到进气稳定状态；

所述控制装置用于控制所述氦气压缩机在所述氦制冷机达到进气稳定状态时，停止将高压氦气输送给所述氦制冷机内部的高低压氦气流通回路，并将所述氦气压缩机产生的高压氦气输送给所述透平膨胀机，以使所述透平膨胀机基于接收到的高压氦气膨胀制冷生成冷氦气；

所述控制装置用于在控制所述透平膨胀机生成冷氦气之后，将所述冷氦气输送给负载端，以使负载端利用所述冷氦气制冷；

所述氦气压缩机的出气口与所述氦气压缩机的进气口通过第一管路连接，从所述第一管路上引出第一连通点和第二连通点，所述第一管路上的第一连通点通过第二管路与所述氦气缓冲罐连接，所述第一管路上的第二连通点通过第三管路与所述氦气缓冲罐连接；

所述第一管路上设置有低压调节阀，所述第二管路上设置有高压卸载阀，所述第三管路上设置有高压加载阀；

所述控制装置用于通过以下方式使所述氦气压缩机达到供气稳定状态：

根据所述氦气压缩机的进气口的压力，控制所述低压调节阀的开度和所述氦气压缩机的转速，以控制所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过第一管路输送给所述氦气压缩机的进气口的流通状态，以使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力；

根据所述氦气压缩机的出气口的压力，控制所述高压卸载阀和高压加载阀的开闭状态，以将所述高压氦气输送给所述氦气缓冲罐或者从所述氦气缓冲罐接收氦气，以使所述氦气压缩机的出气口的压力达到预设的氦气压缩机的出气口的压力；

从所述第一管路上引出第三连通点和第四连通点；所述第一管路上的第三连通点通过第四管路连接到所述第一管路上的第四连通点；

所述第四管路上设置有高压进气阀、透平旁通阀、降温旁通阀和低压回气阀；

所述控制装置用于通过以下方式使所述氦制冷机达到进气稳定状态：

在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，依次控制所述低压回气阀、所述高压进气阀、所述降温旁通阀和所述透平旁通阀的开闭状态，以将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机的进气口，以使所述氦制冷机达到进气稳定状态；

所述控制装置具体通过以下方式使所述氦制冷机达到进气稳定状态：

在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，控制所述低压回气阀开启；

在所述低压回气阀开启之后，控制所述高压进气阀按照第一预设速率打开到第一预设开度；在所述高压进气阀的两侧达到气体压力稳定状态时，控制所述高压进气阀按照第二预设速率打开到第二预设开度；其中，所述第二预设开度大于所述第一预设开度，所述第二预设速率大于所述第一预设速率；

在所述高压进气阀的两侧达到气体压力稳定状态后，控制所述降温旁通阀打开到降温旁通阀对应的开度，并在所述降温旁通阀打开到降温旁通阀对应的开度后，根据所述透平膨胀机的制冷出气口的压力控制所述降温旁通阀的开度，以使所述透平膨胀机的制冷出气口的压力达到预设的透平膨胀机的制冷出气口的压力；

在所述降温旁通阀打开到所述降温旁通阀对应的开度时，控制所述透平旁通阀打开，以将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机的进气口，直至所述氦制冷机达到进气稳定状态。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制装置用于通过以下方式使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力：

根据所述氦气压缩机的进气口的压力，利用反馈控制方式控制所述低压调节阀的开度，以控制所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过第一管路输送给所述氦气压缩机的进气口的流通状态，以使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力；

其中，在检测到所述低压调节阀的开度在预设开度下限值以下时，控制所述氦气压缩机的转速提升，以使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力；

其中，在检测到所述低压调节阀的开度在预设开度上限值以上时，控制所述氦气压缩机的转速降低，以使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制装置在用于使所述氦气压缩机的出气口的压力达到预设的氦气压缩机的出气口的压力时，包括：

当所述氦气压缩机的出气口的压力大于预设的氦气压缩机的出气口的压力，控制所述高压卸载阀打开，同时控制所述高压加载阀关闭，控制所述氦气压缩机的出气口将所述高压氦气通过第二管路输送给所述氦气缓冲罐进行缓冲，以使所述氦气压缩机的出气口的压力达到预设的氦气压缩机的出气口的压力；

当所述氦气压缩机的出气口的压力小于预设的氦气压缩机的出气口的压力，控制所述高压加载阀打开，同时控制所述高压卸载阀关闭，以控制所述氦气压缩机的进气口从第三管路接收所述氦气缓冲罐输送的低压氦气，以使所述氦气压缩机的出气口的压力达到预设的氦气压缩机的出气口的压力。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，从所述第四管路上引出第五连通点、第六连通点、第七连通点、第八连通点，所述第四管路上的第五连通点通过第五管路连接到所述透平膨胀机的轴承气进气口，所述透平膨胀机的轴承气出气口通过第六管路连接到所述第四管路上的第六连通点，所述第四管路上的第七连通点通过第七管路连接到所述透平膨胀机的制冷气进气口，所述透平膨胀机的制冷出气口通过第八管路连接到所述第四管路上的第八连通点；

所述第五管路上设置有轴承气进气阀，所述第七管路上设置有透平进气阀；

所述控制装置用于通过以下方式使所述透平膨胀机基于接收到的高压氦气生成冷氦气：

在所述氦制冷机达到进气稳定状态后，控制所述轴承气进气阀打开，以控制所述氦气压缩机产生的高压氦气通过所述第五管路输送给所述透平膨胀机的轴承气进气口，以使所述透平膨胀机基于从所述第五管路接收到的高压氦气启动运行；

在所述第五管路达到压力稳定状态后，控制所述透平旁通阀关闭，同时控制所述透平进气阀按照多段升速的控制策略打开，以控制所述氦气压缩机产生的高压氦气通过所述第七管路输送给所述透平膨胀机的制冷气进气口，以使所述透平膨胀机基于通过所述第七管路接收到的高压氦气膨胀制冷生成冷氦气。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述控制装置控制所述透平进气阀按照多段升速的控制策略打开的步骤，包括：

控制所述透平进气阀按照第三预设速率打开到第三预设开度，并保持所述第三预设开度第一预设时间；

在控制所述透平进气阀保持所述第三预设开度预设时间后，控制所述透平进气阀按照第四预设速率打开到第四预设开度，并保持所述第四预设开度第二预设时间；其中，所述第三预设速率小于所述第四预设速率，所述第三预设开度小于所述第四预设开度；

在控制所述透平进气阀保持所述第四预设开度第二预设时间后，根据所述透平膨胀机的转速控制所述透平进气阀的开度，以使所述透平膨胀机的转速达到预设的透平膨胀机的转速。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，从所述第四管路上引出第九连通点和第十连通点，所述第四管路上的第九连通点通过第九管路连接到负载供气端，所述第四管路上的第十连通点通过第十管路连接到负载回气端；

所述第九管路上设置有负载供气阀，所述第十管路上设置有负载回气阀；

所述控制装置用于控制所述透平膨胀机在生成冷氦气之后，将所述冷氦气输送给负载端，以使负载端利用所述冷氦气制冷时，包括：

在所述透平膨胀机生成冷氦气之后，响应于负载端的供气请求，控制所述负载回气阀开启；

在所述负载回气阀开启之后，控制所述负载供气阀开启；

在所述负载回气阀开启之后，根据所述透平膨胀机的制冷气出气口的压力，控制所述负载回气阀的开度。

7.一种氦制冷机的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一所述的氦制冷机的控制系统中的控制装置，所述控制方法包括：

控制所述氦气压缩机产生高压氦气，并将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口输送给所述氦气压缩机的进气口，以及将所述高压氦气输送给所述氦气缓冲罐或者从所述氦气缓冲罐接收氦气，以使所述氦气压缩机达到供气稳定状态；

控制所述氦气压缩机在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，将所述高压氦气输送给所述氦制冷机内部的高低压氦气流通回路，以使所述氦制冷机达到进气稳定状态；

控制所述氦气压缩机在所述氦制冷机达到进气稳定状态时，停止将高压氦气输送给所述氦制冷机内部的高低压氦气流通回路，并将所述氦气压缩机产生的高压氦气输送给所述透平膨胀机，以使所述透平膨胀机基于接收到的高压氦气生成冷氦气；

控制所述透平膨胀机在生成冷氦气之后，将所述冷氦气输送给负载端，以使负载端利用所述冷氦气制冷；

所述氦气压缩机的出气口与所述氦气压缩机的进气口通过第一管路连接，从所述第一管路上引出第一连通点和第二连通点，所述第一管路上的第一连通点通过第二管路与所述氦气缓冲罐连接，所述第一管路上的第二连通点通过第三管路与所述氦气缓冲罐连接；

所述第一管路上设置有低压调节阀，所述第二管路上设置有高压卸载阀，所述第三管路上设置有高压加载阀；

所述控制装置用于通过以下方式使所述氦气压缩机达到供气稳定状态：

根据所述氦气压缩机的进气口的压力，控制所述低压调节阀的开度和所述氦气压缩机的转速，以控制所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过第一管路输送给所述氦气压缩机的进气口的流通状态，以使所述氦气压缩机的进气口的压力达到预设的氦气压缩机的进气口的压力；

根据所述氦气压缩机的出气口的压力，控制所述高压卸载阀和高压加载阀的开闭状态，以将所述高压氦气输送给所述氦气缓冲罐或者从所述氦气缓冲罐接收氦气，以使所述氦气压缩机的出气口的压力达到预设的氦气压缩机的出气口的压力；

从所述第一管路上引出第三连通点和第四连通点；所述第一管路上的第三连通点通过第四管路连接到所述第一管路上的第四连通点；

所述第四管路上设置有高压进气阀、透平旁通阀、降温旁通阀和低压回气阀；

所述控制装置用于通过以下方式使所述氦制冷机达到进气稳定状态：

在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，依次控制所述低压回气阀、所述高压进气阀、所述降温旁通阀和所述透平旁通阀的开闭状态，以将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机的进气口，以使所述氦制冷机达到进气稳定状态；

所述控制装置具体通过以下方式使所述氦制冷机达到进气稳定状态：

在所述氦气压缩机达到供气稳定状态时，控制所述低压回气阀开启；

在所述低压回气阀开启之后，控制所述高压进气阀按照第一预设速率打开到第一预设开度；在所述高压进气阀的两侧达到气体压力稳定状态时，控制所述高压进气阀按照第二预设速率打开到第二预设开度；其中，所述第二预设开度大于所述第一预设开度，所述第二预设速率大于所述第一预设速率；

在所述高压进气阀的两侧达到气体压力稳定状态后，控制所述降温旁通阀打开到降温旁通阀对应的开度，并在所述降温旁通阀打开到降温旁通阀对应的开度后，根据所述透平膨胀机的制冷出气口的压力控制所述降温旁通阀的开度，以使所述透平膨胀机的制冷出气口的压力达到预设的透平膨胀机的制冷出气口的压力；

在所述降温旁通阀打开到所述降温旁通阀对应的开度时，控制所述透平旁通阀打开，以将所述高压氦气从所述氦气压缩机的出气口通过氦制冷机内部的高低压氦气流通回路输送给所述氦气压缩机的进气口，直至所述氦制冷机达到进气稳定状态。

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