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多渠段渠道自动控制系统的稳定控制.pdf
清华大学学报(自然科学版)2008年第48卷第6期 15／38 !墨兰堕!!!Q二QQ§4 CN11—2223／N Univ(Sci＆．Tech)，2008，VolI48，No．6 967—971 JTsinghua 多渠段渠道自动控制系统的稳定控制 尚毅梓， 吴保生 (清华大学水利水电工程系，水沙科学与水利水电国家重点实验室，北京100084) 摘 要：为消除在实际运行过程中的模型失配和水力参数 域调水工程距离远，输水流量大，渠道内水流形态复 (糙率、流量系数等)的不确定性所造成的影响，完成了串联 杂。在渠段运行过程中，水力参数的不确定性，节制 多渠池渠段自适应控制器的设计和测试。利用基于状态空问 闸随机启闭操作，甚至环境气候的变化都会造成运 模型的频率设计方法对模型和外界扰动的不确定性进行量 行工况的变化，这一系列不确定因素直观表现为渠 化，采用部分极点配置原则以解决系统临界稳定意义下的病 池水位的波动。受控各渠池水位从振荡到最终稳定 态问题。分析了渠道运行控制特性，提出了性能权函数、鲁棒 的过程，虽受到渠池水力特性(水力半径、渠段糙率 权函数的选择方法。算法的有效性在多渠池算例上得到了验 证。动态仿真结果表明：给定节制闸开度和水力参数变化， 等)的影响，然而最终却取决于渠道控制运行方式的 各渠段节制闸附近水位波动可以得到很好的抑制，系统跟踪 选择，设计的关键是最佳节制闸启闭规律的适时获 精度高，鲁棒性能良好。 得与实现。 关键词：渠道自动控制，权函数；部分极点配置；临界稳定 鲁棒控制理论继承了以往的研究方法，以基于 使用状态空间模型的频率设计方法为主要特征，尝 中图分类号：TP273+．2 文献标识码：A 文章编号：looo—0054(2008)06一0967一05 试从根本上解决控制对象和外界扰动不确定性瞳1]。 然而串联渠段各渠池之间的水位波动耦合往往会导 致H。控制理论模型的求解的病态特征。 PerfOrmanceand analysisstability 本文就怎样减小鲁棒控制模型误差及如何确定 controIformultireachcanals 串联渠池节制闸的频域权函数进行了系统的探讨。 SHANGYjzi，WU BaOsheng 1模型描述 (State of and KeyLaboratoryHydroscieⅡceEngineering， OfHydraulic Department EⅡgineering，TsinghuaUniversity， 1．1水动力学模型 Beijing100084，China) 考虑建立缓坡渠道控制模型，受节制闸启闭或 a robust contr01method
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