基于預(yù)測控制方法的城市排水系統(tǒng)建模與控制研究.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展,國家工業(yè)化程度及人民生活水平迅速提高,不可避免伴隨著工業(yè)廢水和生活污水量的增加,城市排水系統(tǒng)突顯其重要性。但是在我國,城市普遍存在排水設(shè)施不完善、管網(wǎng)配套建設(shè)滯后、排放的能力不夠、管網(wǎng)老化嚴(yán)重、部分地下管網(wǎng)未知等問題,引起了嚴(yán)重的環(huán)境污染,并阻礙了城市的發(fā)展。
　　 本文針對杭州市排水系統(tǒng)中管網(wǎng)、泵站及相關(guān)設(shè)施綜合自動化程度低,尤其是智能化程度低這一重大問題,對管網(wǎng)及泵站系統(tǒng)的優(yōu)化控制策略做了深入的研究。在研

2、究預(yù)測控制方法的基礎(chǔ)上,將其應(yīng)用于城市排水系統(tǒng)中,提出一種整體的節(jié)能與優(yōu)化控制策略。
　　 首先,根據(jù)城市排水管道基本水力學(xué)計算公式及其水力學(xué)模型,建立以排水管網(wǎng)水流為對象,以流量或水位為狀態(tài)的城市排水水力學(xué)狀態(tài)空間模型；然后將外部流入量的不確定性和管網(wǎng)之間的耦合關(guān)系轉(zhuǎn)化為模型參數(shù)的不確定性,建立城市排水管網(wǎng)水流的離散時間不確定性系統(tǒng)模型；并結(jié)合污水處理廠對水流的工藝要求進行穩(wěn)定性分析。
　　 其次,在水力學(xué)模型建立和結(jié)

3、合污水處理廠對水流的工藝要求進行穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上,提出排水管網(wǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計。進行控制器的具體設(shè)計,并通過計算機仿真進行驗證。該控制系統(tǒng)能夠在充分利用系統(tǒng)所有蓄水設(shè)備的前提下,使區(qū)域污水溢出污染最小化,有效降低水泵站能耗,并為合流制排水系統(tǒng)的操作從手動向自動轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)。
　　 最后,討論了城市排水泵站的節(jié)能問題。從分析管網(wǎng)流量的入手,以一維自由水流面圣維南方程為基礎(chǔ),論證了排水管網(wǎng)節(jié)點之間的聯(lián)系。分析研究管網(wǎng)流量與時間之間