南水北调中线干渠PI控制参数整定研究

摘要

渠道输水工程PI控制参数的整定一直是渠道控制的难点.将渠池体积作为控制目标,给出PI控制的整定算法.首先给出渠池控制系统的幅值裕度和相位裕度,基于渠道控制的ID模型,对南水北调中线干渠的PI控制器进行了参数整定.然后,利用整定后的控制器的控制参数,基于圣维南方程的频域精细积分算法计算渠池的频域传递函数,通过伯德图得到渠池的幅值裕度和相位裕度.通过将给定的幅值裕度和相位裕度与伯德图得到的幅值裕度和相位裕度的对比,发现两者相差较大,说明基于ID模型的控制参数整定过程误差较大.根据渠池在频域上表现的特性,可以划分为两类:长渠池和短渠池.长渠池可以应用PI(Proportional Integral)控制器,而短渠池由于共振模态的存在,需要应用PIF(Proportional Integral Filter)控制器.研究给出了控制参数对幅频和相频特性曲线的影响规律,可以指导控制参数的整定过程.