發(fā)布時(shí)間：2020-05-27 05:49

【摘要】：天然氣長(zhǎng)輸管道屬于大時(shí)滯、非線性系統(tǒng),其運(yùn)行控制異常復(fù)雜。PID控制是目前輸氣管道自動(dòng)控制的基礎(chǔ)和核心,對(duì)于輸氣管道有重要意義,為了充分應(yīng)用現(xiàn)有PID控制器,對(duì)天然氣管道采用副回路為PID控制器的串級(jí)控制,尋找并維持管道的最優(yōu)工況。簡(jiǎn)單管道作為長(zhǎng)輸管道的一部分,其實(shí)時(shí)在線控制研究也非常重要。本文對(duì)簡(jiǎn)單管道采用主回路為輸出反饋二次型控制器、副回路為PID控制器的串級(jí)控制,并用遺傳算法優(yōu)化二次型調(diào)節(jié)器加權(quán)矩陣,求解得到反饋增益系數(shù)構(gòu)成簡(jiǎn)單管道的閉合回路。得到了壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)規(guī)律,實(shí)現(xiàn)管道實(shí)時(shí)在線控制。借鑒大系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)方法,建立天然氣管道非線性互聯(lián)的分布式控制系統(tǒng)模型。把系統(tǒng)拆分成多個(gè)子管段,子管段的連接設(shè)備壓縮機(jī)的非理想特性用扇區(qū)約束描述。對(duì)得到的模型應(yīng)用LMI工具箱進(jìn)行求解,得到系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析結(jié)果和分布式控制器設(shè)計(jì)結(jié)果,為確定天然氣長(zhǎng)輸管道實(shí)時(shí)在線控制方案奠定了理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

upervisory Control and Data Acquisition，監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）系統(tǒng)智能化術(shù)的研究上投入了大量資金。雖然輸氣計(jì)劃優(yōu)化軟件已經(jīng)在美國(guó)和歐洲到成功應(yīng)用[2][3]，較好地節(jié)約了管道運(yùn)營(yíng)的燃料和功率消耗，但仍無(wú)法平穩(wěn)、高效控制的問(wèn)題。我國(guó)上世紀(jì) 90 年代后新建的管道 SCADA 系統(tǒng)與管道同時(shí)投產(chǎn)[4]。ADA 系統(tǒng)可實(shí)時(shí)獲取管道沿線壓力、溫度、密度和流量等狀態(tài)，包括壓縮的狀態(tài)也可精確獲得，并且能夠遠(yuǎn)程直接控制設(shè)備的執(zhí)行。SCADA 系統(tǒng)運(yùn)行的核心，通過(guò)制定與下達(dá)調(diào)控指令實(shí)現(xiàn)對(duì)輸氣管道全線的控制。調(diào)過(guò)不斷驗(yàn)證和修正控制參數(shù)，最終制訂出安全可行的運(yùn)行方案和操作策 1.1 所示。這種依靠操作人員工作經(jīng)驗(yàn)的半自動(dòng)化方法在管道技術(shù)的應(yīng)用善，其在管道系統(tǒng)運(yùn)行中利用率較低。天然氣管道市場(chǎng)是千變?nèi)f化的，適時(shí)的調(diào)整管道控制指令，從而改變管道工況，實(shí)現(xiàn)天然氣管道安全、穩(wěn)的運(yùn)行。因此，急需補(bǔ)充優(yōu)化 SCADA 控制系統(tǒng)控制策略的軟件，輔助制操作決策，確定管道系統(tǒng)最佳工況。

第2 章 天然氣管道系統(tǒng)狀態(tài)空間模型方程組（2.10）很難求得時(shí)域解析解，因此采用泰勒展開(kāi)得到簡(jiǎn)化的傳遞函數(shù)，，取不同的近似可以得到不同的結(jié)果，對(duì)一長(zhǎng)度是 35km 的剛性等直徑天然氣管道，直徑為 800mm，穩(wěn)態(tài)進(jìn)口壓力和流量分別是 5.5MPa、100m3/s，采用 Bode 分析不同的近似結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TE973

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本文編號(hào)：2683060