PID控制的泵供水系统仿真试验

为了进行泵供水系统试验,通过建立泵供水系统基本结构和各环节的传递函数,组成系统动态结构图,在MATLAB Simulink下进行仿真试验以观察系统输出响应.使用稳定边界法、根轨迹超前校正法和直接设置比例-积分-微分（PID）参数3种方法进行控制器设计.通过仿真观察泵供水系统的输出特性,比较并找出合适的控制器设计方法.通过仿真观察输出响应得到稳定边界法和根轨迹超前校正法不适合调节泵供水系统.而采用直接设置PID参数的方法,利用MATLAB的仿真集成环境Simulink设置修改PID参数,选择其中一组较好的PID参数,使泵供水系统得到了满意的输出响应.仿真结果为搭建试验平台提供了理论基础依据.     

基于Matlab的EPS系统转向特性研究及仿真分析

汽车的转向操控特性主要取决于电动助力转向(EPS)系统的机械结构特性和电气控制特性,从EPS系统的机械结构方面来看,提升其转向特性的空间不大,但EPS系统的控制策略和电气控制方面还是有很大的提升空间。基于EPS系统的工作原理,分析了其力矩传递函数,结合EPS系统转向的动态特性要求,建立了EPS电机的电流控制方程。在Matlab中建立了相应的动态仿真模型,并对EPS系统的转向特性进行了仿真分析。研究了K_P、K_i、K_d参数对EPS系统转向特性响应输出的影响规律,为EPS系统的控制优化提供了技术支持。     

基于LabVIEW的离心泵闭环恒压控制特性试验

利用虚拟仪器构建了基于变频器内置PID控制器的离心泵恒压闭环控制测试系统,将泵系统出口端改造成3个球阀的出口形式,能定量快速地改变工况,实现了近似阶跃的输入扰动.编写LabVIEW测试程序对离心泵恒压控制特性进行了试验研究,得出了离心泵恒压控制系统给定压力的设置范围,通过比较恒参数PID控制在不同工况变化下的控制性能,发现恒参数PID控制在工况变化较快和较大时,控制性能不理想;通过分析同一工况下恒参数PID和变参数PID的控制性能,得出变参数PID控制能更好地适应离心泵恒压控制系统.     

汽油机油膜模型参数辨识

为了提高汽油机瞬态空燃比的控制精度,油膜模型被广泛使用。回顾了油膜模型参数的传统辨识方法,提出了可加快辨识过程的解耦辨识法,实现了模型参数的解耦自动辨识。通过仿真试验,证明了该解耦辨识法的有效性。最后提出了较为理想的双方程辨识方法,可定量计算得到油膜参数的值。     

农田灌溉需水与供水系统的研究

结合位山引黄灌区的实际,建立了农田需水模型及引用黄河水供水系统。在雨水丰沛情况下,农作物不需要灌溉;雨水亏缺情况下,灌溉供水顺序一是地下水,二是当地地表水,三是引用外来水。通过农田灌溉需水模型、水文测报系统与研制的供水系统有效结合,为位山引黄灌区的农作物提供了持续、稳定的长效机制,奠定了农业生产发展的稳固基础。     

基于UEGO的柴油机EGR系统的模型辨识

由于EGR系统存在严重的非线性、较大的时延和复杂的进排气动力特性，为了达到满意的控制效果，用伪随机二进制信号对系统进行了辨识。在大量预试验的基础上，对具有代表性的2种工况进行了系统辨识，得到了受控的自回归模型。模型降阶后得到2个具有时延的2阶模型。用交叉检验法检验了模型，检验结果表明模型完全可用于控制器的设计。     

基于Thevenin模型的混合动力镍氢电池参数辨识

针对混合动力镍氢电池,研究了它的原理和特性,并选用Thevenin模型建立该电池的动态数学模型.结合该电池的电动势特性和温度特性,分析了充放电方向、温度等因素对模型参数的影响.基于HPPC实验,考虑充电和放电两个方向,采用最小二乘法对Thevenin模型进行参数辨识,并在MATLAB/Simulink中建立相应的仿真模型.仿真和台架试验结果对比表明,对于该混合动力镍氢电池,最小二乘法辨识Thevenin模型参数是合理的,并且该模型的最大误差率是1.21％,能够很好地模拟出该电池的动静态特性.     

基于Prandtl-Ishlinskii模型的气动肌肉迟滞特性动态建模与控制方法

现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法,难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性,极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性,利用Prandtl-Ishlinskii（PI）模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识PI模型参数。在此基础上,结合PI逆模型设计了一种带有前馈在线补偿的复合控制方法用于气动肌肉的运动控制。同时搭建相应的实验装置进行了气动肌肉迟滞建模和运动控制实验。实验结果表明,采用在线参数辨识方法后的PI模型能有效描述气动肌肉迟滞的负载相关性,且极大地降低了负载变化带来的控制误差。     

基于神经网络的发动机稳态模型辨识的研究

基于神经网络多层前馈网络结构模型的特点,利用Matlab6.5软件的神经网络工具箱编写了仿真程序并对发动机的稳态模型辨识进行了仿真,得到了发动机稳态三维扭矩图和油耗图,研究结论对建立发动机精确模型具有一定作用.     

基于UEGO的柴油机EGR系统的模型辨识

由于EGR系统存在严重的非线性、较大的时延和复杂的进排气动力特性,为了达到满意的控制效果,用伪随机二进制信号对系统进行了辨识.在大量预试验的基础上,对具有代表性的2种工况进行了系统辨识,得到了受控的自回归模型.模型降阶后得到2个具有时延的2阶模型.用交叉检验法检验了模型,检验结果表明模型完全可用于控制器的设计.     

变频调速恒压与变压供水的能耗分析

研究了恒压和变压两种供水方式的能耗。采用图示法对比了水泵全速、恒压和变压运行的能耗差别，分析了管网特性的静扬程随水泵工况变化的关系。基于某泵站水泵运行数据、运行图、变速状态下流量和泵效的关系得出了转速及流量与百吨水能耗的变化趋势，发现恒压供水调速、调流范围小，小流量供水时能耗趋势上升，而变压供水调速、调流范围宽。小流量供水时能耗趋势下降，并从变速范围、水泵高效区范围和百吨水能耗指标3个方面对比了恒压供水与变压供水的优劣，结果表明变压供水比恒压供水能降低能耗20％以上。     

白石水库水源富营养化评价及供水可靠性分析

本文在对白石水库水源富营养化进行评价的基础上,对水库供水可靠性进行了分析.从现状水质评价结果看,白石水库的水质满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅲ类用水水质要求,可以作为集中式生活饮用水水源地和工业用水水源地.经过水量调节计算,可知白石水库供水水质是可靠的.     

基于单片机的模糊PID恒压供水控制系统

鉴于传统泵站供水系统存在耗能大、水压波动大等问题,在对某泵站供水系统作系统研究的基础上,提出了以供水管网的水压、水位、流量等参数为控制对象,采用自适应模糊PID控制策略,通过调整供水水泵的投入台数及转速,来实现恒压供水的快速性和可靠性的解决方案.对自适应模糊PID算法进行了研究和计算机仿真,给出了基于MATLAB的系统仿真结果,并对该自适应模糊PID控制结果与传统的PID控制仿真结果进行了比较.仿真与实验结果表明：采用自适应模糊PID变频恒压闭环供水,供水控制系统的稳定性得到了较大的改善,在设定水压值为0.9 MPa时,系统的上升时间为2.76 min,超调量为0.47%,调节时间为2.8 min.     

Sensitivity analysis of optimal operation of irrigation supply systems with water quality considerations

A model for optimal operation of water supply/irrigation systems of various water quality sources, with treatment plants, multiple water quality conservative factors, and dilution junctions is presented. The objective function includes water cost at the sources, water conveyance costs which account for the hydraulics of the network indirectly, water treatment cost, and yield reduction costs of irrigated crops due to irrigation with poor quality water. The model can be used for systems with supply by canals as well as pipes, which serve both drinking water demands of urban/rural consumers and field irrigation requirements. The general nonlinear optimization problem has been simplified by decomposing it to a problem with linear constraints and nonlinear objective function. This problem is solved using the projected gradient method. The method is demonstrated for a regional water supply system in southern Israel that contains 39 pipes, 37 nodes, 11 sources, 10 agricultural consumers, and 4 domestic consumers. The optimal operation solution is described by discharge and salinity values for all pipes of the network. Sensitivity of the optimal solution to changes in the parameters is examined. The solution was found to be sensitive to the upper limit on drinking water quality, with total cost being reduced by 5% as the upper limit increases from 260 to 600 mg Cl l^–1. The effect of income from unit crop yield is more pronounced. An increase of income by a factor of 20 results in an increase of the total cost by a factor of 3, thus encouraging more use of fresh water as long as the marginal cost of water supply is smaller than the marginal decrease in yield loss. The effect of conveyance cost becomes more pronounced as its cost increases. An increase by a factor of 100 results in an increase of the total cost by about 14%. The network studied has a long pipe that connects two distinct parts of the network and permits the supply of fresh water from one part to the other. Increasing the maximum permitted discharge in this pipe from 0 to 200 m³ h^–1 reduces the total cost by 11%. Increasing the maximum discharge at one of the sources from 90 to 300 m³ h^–1 reduces the total cost by about 8%.     

核主泵紧急注入水供应系统结构的改进及试验

为了满足核主泵停机后的紧急注水需求,设计了1种核主泵用非能动紧急注入水供应装置,并对核主泵紧急注入水供应系统结构进行了改进.为验证该结构的可靠性,采用全流量试验台进行轴封注入水关闭试验,分别测试了在轴封注入水断失的情况下,有/无紧急注入水供应+主泵停机(工况A/B),和有紧急注入水水仙花 应+主泵不停机时(工况C)3种不同工况时轴封组件的温度.试验结果表明,安装射流泵后,轴封注入水断失时在主泵不停机情况下,应急注入水及时开启,使得轴封组件温度维持在70 ℃左右而未上升,有效地降低了密封组件温度.文中设计的射流泵装置提高了紧急注入水供应的可靠性,满足设计要求.     

基于SD变化环境下农业水资源供需平衡模拟

为了探讨变化环境对农业水资源供需平衡的影响,运用系统动力学软件Vensim-Dss建立了农业水资源供需平衡的系统动力学模型,综合考虑社会经济发展和气候变化情景,仿真模拟了变化环境下农业供、需水量及缺水量的变化情况.石羊河流域模拟结果表明:未来农业供水量和需水量受气候变化的影响程度不同,但 2033年以后,农业供水量在不同气候变化情景下的变化趋势相同;不同行政区农业水资源系统对气候变化的响应存在明显差异,金昌市A2气候情境缺水率大于B2情景,在2029年、2038年缺水率分别达到32.0%,28.6%, B2情境下,2021年开始出现轻度缺水,中度缺水年仅出现在2023年和2039年,缺水率分别为30.7%,30.5%;武威市A2气候情境下缺水率小于B2情景,仅2038年为中度缺水,缺水率为24.9%,B2气候情景中度缺水年较多,2023年缺水率最大,达到33.2%.研究结果可以对变化环境下区域用水规划和农业发展规划提供指导.     

碱锅水库水资源供用水量平衡分析

经多年调节计算,碱锅水库水源90%保证率可供水量203万m3/a,现状城市供水81.92万m3 /a,在满足水库除险加固工程项目82.63万m3/a用水要求条件下,余水38.45万m3/a,水源可靠.     

Cumulative relative water supply: A methodology for assessing irrigation system performance

This paper discusses the usefulness and limitations of using the concept of Relative Water Supply (RWS) for evaluating the performance of irrigation systems, with special reference to systems irrigating rice. It then describes and demonstrates the use of a modification of RWS called Cumulative Relative Water Supply (CRWS), which can be used in conjunction with RWS. The advantage of CRWS is that it provides a measure of the cumulated RWS throughout a season, both in absolute terms at any given time, and in terms of the overall seasonal trend. It allows comparison of performance of an irrigation system or subsystem both to the target, and to other systems or subsystems. It can therefore be used both as an analytical tool by researchers, and as an operational tool by managers. The use of CRWS in conjunction with RWS is illustrated with examples from Sri Lanka.     

海滨灌区供需水量平衡分析

本文以辽宁海滨灌区为例,以现状灌溉制度为基础,将《辽宁省行业用水定额》与《辽宁省各种作物灌溉制度分析》有机结合,确定灌溉定额.水量平衡分析过程中,将灌溉面积和可供水量分别分区,充分利用区间径流来减少水库供水,实现优化水资源配置,为灌区水资源科学合理利用提供决策性依据,也可供类似工程设计参考.