渠道運(yùn)行系統(tǒng)中的PID控制數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著調(diào)水工程的興建，渠道作為主要的輸水方式，肩負(fù)著將水從水源地輸送到用水地的重要任務(wù)。在渠系運(yùn)行過程中，由于客觀或者主觀的干擾，渠池水面會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，這種波動(dòng)會(huì)影響渠道的安全運(yùn)行以及各分水口的取水穩(wěn)定。如何減小這種水面波動(dòng)以確保渠道的安全運(yùn)行，保證各分水口的穩(wěn)定取水，同時(shí)在操作過程中減少閘門的損耗，充分利用渠道的蓄水量，這些都是渠系自動(dòng)控制需要解決的問題，必須對(duì)其做出全面的分析和研究。 本文以明渠輸水系統(tǒng)為研究對(duì)象，以明渠非恒定流

2、水力數(shù)值模擬為基礎(chǔ)，引入自動(dòng)控制理論，針對(duì)引發(fā)輸水系統(tǒng)過渡過程的需水流量變化，構(gòu)建了渠系輸水運(yùn)行自動(dòng)控制數(shù)學(xué)模型，研究了明渠輸水系統(tǒng)在不同控制器、不同運(yùn)行方式、不同的流量變化條件下的非恒定流水力特性。本文主要內(nèi)容概括如下： (1)對(duì)于下游常水位和上游常水位運(yùn)行方式，基于Ziegler-Nichols參數(shù)整定法則的PID控制容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。本文提出了改進(jìn)的Ziegler-Nichols參數(shù)整定法則。 (2)將現(xiàn)代控制理

3、論中基于遺傳算法整定的PID控制引入渠道控制系統(tǒng)，以便通過最少的閘門動(dòng)作獲得最優(yōu)的控制效果。 (3)在渠系運(yùn)行中，渠池水位下降速率如果大到一定的程度就會(huì)造成渠道襯砌的破壞，而渠池水位下降速率和需水流量變化速度及渠池長(zhǎng)度有關(guān)。本文通過具體實(shí)例的數(shù)值模擬得出了滿足安全運(yùn)行需要的流量變化速度及渠池長(zhǎng)度。 (4)在多渠段串聯(lián)PID控制系統(tǒng)中，為了得到最優(yōu)的控制效果，本文通過遺傳算法尋優(yōu)給出了各個(gè)閘門不同的控制參數(shù)。 (5