世界許多國(guó)家面臨著水資源短缺、水資源時(shí)空分布不均的問(wèn)題,在這樣的背景下,世界各國(guó)修建了大量的調(diào)水工程和灌溉工程。渠道作為調(diào)水工程和灌溉工程的主要結(jié)構(gòu)形式,它的運(yùn)行調(diào)度是影響供水安全、供水效率和水資源利用率的關(guān)鍵因素。渠道的運(yùn)行調(diào)度受到擾動(dòng)、水位上限、水位變幅、閘門開度變幅等約束條件的制約,同時(shí)面臨著非線性、強(qiáng)擾動(dòng)、滯后性和強(qiáng)耦合等難題,因此對(duì)渠道自動(dòng)控制技術(shù)的研究意義重大。渠道的數(shù)值模擬是研究和測(cè)試渠道控制算法的重要方法,而渠道又通常包含閘門、堰等眾多結(jié)構(gòu)物,水力條件復(fù)雜,因此開發(fā)能夠處理復(fù)雜內(nèi)邊界條件的渠道運(yùn)行自動(dòng)控制仿真平臺(tái)很有必要。本文建立了明渠一維非恒定流模型,并嵌入自動(dòng)控制接口,連接自動(dòng)控制模塊,實(shí)現(xiàn)了渠道運(yùn)行的自動(dòng)控制,完成了明渠運(yùn)行自動(dòng)控制仿真平臺(tái)的開發(fā)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)系統(tǒng)調(diào)研了渠道運(yùn)行方式、渠道自動(dòng)控制相關(guān)概念、國(guó)內(nèi)外渠道自動(dòng)控制的研究進(jìn)展和應(yīng)用情況。(2)基于圣維南方程組建立了明渠一維非恒定流模型,提出結(jié)構(gòu)物處理的流量預(yù)測(cè)校正法,使建立的明渠一維非恒定流模型能夠較好地模擬包含復(fù)雜內(nèi)邊界條件的明渠系統(tǒng),并通過(guò)具體的算例驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確度和適用性。(3)介紹... 

【文章來(lái)源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 渠道運(yùn)行自動(dòng)控制的研究意義
    1.2 渠道運(yùn)行自動(dòng)控制的相關(guān)概念及控制方式的分類
    1.3 渠道運(yùn)行自動(dòng)控制的研究進(jìn)展及應(yīng)用
        1.3.1 渠道運(yùn)行控制模型的研究進(jìn)展
        1.3.2 渠道控制算法的研究進(jìn)展
        1.3.3 國(guó)內(nèi)外渠道自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用情況
    1.4 渠道運(yùn)行控制仿真平臺(tái)的研究進(jìn)展
    1.5 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 渠道運(yùn)行仿真平臺(tái)的數(shù)學(xué)模型
    2.1 明渠一維非恒定流模型的基本方程及其解法
    2.2 外邊界處理方法
    2.3 內(nèi)邊界條件處理方法
        2.3.1 結(jié)構(gòu)物處理的流量預(yù)測(cè)校正法
        2.3.2 汊點(diǎn)的處理
    2.4 本章小結(jié)
第3章 渠道運(yùn)行仿真平臺(tái)的驗(yàn)證
    3.1 雙渠池渠道連接系統(tǒng)
        3.1.1 計(jì)算工況 1
        3.1.2 計(jì)算工況 2
        3.1.3 計(jì)算結(jié)果分析
    3.2 多渠池多閘門渠道系統(tǒng)
    3.3 本章小結(jié)
第4章 明渠運(yùn)行的PID控制
    4.1 PID控制的原理
        4.1.1 位置式PID控制算法
        4.1.2 增量式PID控制算法
        4.1.3 對(duì)傳統(tǒng)數(shù)字PID控制算法的改進(jìn)
    4.2 渠道控制算法的評(píng)價(jià)指標(biāo)
    4.3 增量式PID控制的實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 閘前常水位運(yùn)行
        4.3.2 閘后常水位運(yùn)行
        4.3.3 仿真結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：2915948