三峡～葛洲坝联合调度水工模型及其测控系统研制

摘要

为提高中国模型试验水平,该文结合三峡~葛洲坝水利枢纽联合调度运行水工整体模型及其自动化测控系统研制过程,对应用于水工模型方面的多种测量控制技术进行了深入研究.论文针对联合调度水工模型的具体情况,提出了一种以工业PC和可编程控制器为核心的分层分布式测控系统方案,并自行开发了执行机构和测量仪表,包括:流量测控装置、静压式坝前水位计和泄洪坝电动调节门.该系统方案对于构建其它模型的测控系统在某些方面具有借鉴意义.将工控组态软件技术应用于大型水工模型测控系统的软件设计,以国产组态软件组态王6.0为平台,开发了测控系统上位机软件.组态软件技术的应用,缩短了开发周期、增强了软件的灵活性和可靠性.对传统PID控制算法进行了变速积分和不完全微分改进,应用于三峡来流控制,解决了传统PID算法超调量大、跟踪精度差的缺点,使流量跟踪精度达到0.15L/s.根据模型河道中水流惯性大、滞后严重、水流呈现复杂态势的情况,提出了水位控制的Fuzzy-PID算法,实现了葛洲坝坝前水位控制,水位控制精度0.1mm,动态跟踪过程中,最大误差小于0.15mm.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题的提出及意义

1.2模型试验及其测控技术国内外现状

1.3课题研究内容及论文主要工作

2三峡～葛洲坝水利枢纽联合调度运行水工整体模型的试验原理

2.1水工模型试验原理

2.2模型试验分类

2.3三峡～葛洲坝水利枢纽联合调度运行水工整体模型

3模型测控系统实现方案

3.1测控系统任务与技术要求

3.2测控系统方案初探及比较

3.3测控系统方案确定

4测控系统硬件设计与实现

4.1硬件选型

4.2硬件结构

4.3三峡来流控制硬件设计

4.4三峡与葛洲坝电磁阀控制

4.5葛洲坝坝前水位测量

4.6电动调节门设计

5测控系统软件设计

5.1软件总体设计

5.2测控系统的软件开发平台

5.3三峡来流与出流控制程序

5.4葛洲坝下泄流量控制程序

5.5葛洲坝坝前水位控制程序

5.6数据库访问及报表的自动生成程序

6测控系统主要控制算法

6.1三峡来流控制的改进PID算法

6.2葛洲坝坝前水位控制Fuzzy-PID算法

7联合调度水工模型运行情况

7.1试验及试运行方法

7.2试验及试运行结果

8全文总结与研究展望

致谢

参考文献

附录在攻读硕士期间发表的论文