渠系前馈蓄量补偿控制时滞参数算法比较与改进

• 作者: 廖文俊 毛中豪 管光华 肖昌诚 苏海旺 钟锞 黄会勇
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 流量 控制系统 渠道系统 时滞参数 蓄量补偿 前馈控制 下游常水位
• 年，卷（期）: 2018,（24）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 72-80
• 页数: 9页
• 分类号: TV68
• 字数: 9975字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.009

摘要

输水明渠系统控制算法主要由前馈及反馈模块组成,其中前馈模块较大程度上影响了系统控制性能.基于蓄量主动补偿的前馈控制算法受时滞参数影响较大,为比较现有多种算法实际控制性能优劣,并寻求不依赖复杂数值计算的简化时滞参数算法,该文进行了横向的算法比较与优化开发.文章基于蓄量阶跃补偿及蓄量二次补偿2类算法,结合改进比例-积分(proportional-integral,PI)反馈控制器,对典型测试渠系及实际工程渠系建模仿真,选取稳定时间、最大超调流量、绝对值误差积分(integral of absolute magnitude of error,IAE)和绝对流量变化积分(integrated absolute discharge change,IAQ)指标分析了蓄量阶跃补偿、动力波原理、水量平衡模型3种时滞参数算法的控制效果.结果显示,在实际工程渠系中,小流量工况下,蓄量阶跃补偿算法的稳定时间比水量平衡模型算法的稳定时间减小40.42％;大流量工况下,蓄量阶跃补偿算法的最大超调流量最小,仅比目标流量高3％,该算法的稳定时间比水量平衡模型算法的稳定时间减少25.45％.结果表明蓄量阶跃补偿算法控制效果较好,但该算法在推求渠池所需蓄量补偿值时需进行水面线推求,文章依据渠道蓄量变化与流量变化间的线性关系,提出简化的时滞参数显式算法.较传统数值算法,时滞参数显式算法与蓄量阶跃补偿算法的时滞参数差值百分比小于8％,在满足实际工程需求的同时,可明显减少推求所需蓄量补偿值的计算量.文章的比较结论及所提出的简化算法对输配水渠道系统,尤其是大型渠道系统调度具有一定的理论价值和应用前景.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	管光华	武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室	35	238	10.0	14.0
2	黄会勇		23	138	6.0	11.0
3	苏海旺	武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室	4	2	1.0	1.0
4	廖文俊	武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室	6	3	1.0	1.0
5	毛中豪	武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室	2	0	0.0	0.0
6	钟锞	武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室	3	2	1.0	1.0
7	肖昌诚	武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室	3	2	1.0	1.0