基于現(xiàn)代控制理論的渠道控制系統(tǒng)分析

尚濤+陳明坤

摘 要：本文從渠道運(yùn)行的方程組出發(fā)，對(duì)控制方程組進(jìn)行了離散化，并用多元泰勒公式對(duì)離散化后的公式進(jìn)行線性化，從而得出了以閘門開度為控制變量，以水流深度和流量為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程。最后通過分析一個(gè)案例，證實(shí)了該狀態(tài)方程的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵字：渠道運(yùn)行 離散化 線性化 穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：TV672.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 前言

渠道運(yùn)行控制系統(tǒng)是根據(jù)來自渠道系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息來操作的渠道，控制渠道水位、流量等變量的基本系統(tǒng)。渠道運(yùn)行的人工控制有操作笨拙、信息傳遞慢、運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)。隨著現(xiàn)代控制理論的逐漸成熟，渠道運(yùn)行控制也逐漸引入現(xiàn)代控制理論對(duì)渠道進(jìn)行自動(dòng)控制。本文從渠道運(yùn)行過程的基本方程出發(fā)，由公式的推導(dǎo)得出了運(yùn)行的狀態(tài)方程，并對(duì)一例子狀態(tài)方程的穩(wěn)定性進(jìn)行了一定的分析。

7 結(jié)論

（1）渠道系統(tǒng)在過渡過程中的控制方程是圣·維南方程，為了便于用現(xiàn)代控制理論解決渠道運(yùn)行控制問題，對(duì)圣·維南方程做了離散化和線性化的處理。離散化的方法是明渠非恒定流數(shù)值解中比較成熟的方法，線性化方法采用的是控制論中常用的泰勒級(jí)數(shù)展開方法。

（2）穩(wěn)定是控制藥達(dá)到的目標(biāo)之一，但在渠道運(yùn)行控制設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的進(jìn)行穩(wěn)定性的分析，在過去的方法中是比較困難的，只有將現(xiàn)代控制理論引入才有必要和可能。

（3）控制器的設(shè)計(jì)是渠道運(yùn)行控制的核心，本文將最優(yōu)控制理論引入到渠道運(yùn)行控制設(shè)計(jì)之中，使系統(tǒng)穩(wěn)定。

參 考 文 獻(xiàn)

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