基于互联网的城市排水调控系统若干问题研究

摘要

本文以基于互联网的城市排水调控系统为对象，研究调控网络的数据传输丢包智能补偿、网络通信控制平台优化、排水调控动态模型及机泵电源由变频向工频同步平滑切换实现节能等问题，为城市排水调控系统网络化、智能化、系统化的研究与发展提供一些思路和方法。分析了城市排水调控网络运行及丢包成因，建立了泵站对象数学模型和网络丢包切换开关模型，并针对排水调控网络中存在的数据传输间断性丢包和连续性丢包问题，提出了一种丢包智能补偿方法，给出了相应的稳定性判据，经Truetime网络平台仿真和泵站现场安全控制试验证明了该补偿方法的有效性。结合排水调控网络的相关通信与控制技术，从软件结构、通信同步控制和控制模式切换管理三个方面优化了排水调控网络通信控制平台，并给出了优化后的运行实例。结合排水调控节能原理，提出了区域泵站排水模糊调控策略，进而借助于CPN理论建立了区域泵站模糊调控动态模型，经CPN Tools软件动态仿真了模糊调控过程并分析了模型性能，并做了过程参数动态显示试验以展示模型的动态性。分析了排水机泵变频/工频切换的必要性，提出了机泵同步平滑切换问题，建立了相位闭环同步控制状态空间模型和闭环传递函数，分析其稳定性，进而提出了一种基于同频等相的机泵变频/工频同步切换平滑控制方法，设计了相应的同步平滑切换系统，运用SimPowerSystems工具箱作切换过程仿真以验证其控制效果，并列举了该同步平滑切换过程。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章 绪论

1.1 课题技术背景与研究意义

1.1.1 基于互联网的城市排水调控系统简介

1.1.2 研究对象的确定及其意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要工作

1.4 本章小结

第二章 网络数据传输丢包及其智能补偿

2.1 城市排水调控网络数据丢包问题提出

2.1.1 排水调控网络运行概述

2.1.2 数据传输丢包成因分析

2.2 排水调控网络相关模型

2.2.1 泵站对象数学模型

2.2.2 调控网络数据丢包模型

2.3 排水调控网络丢包智能补偿

2.3.1 丢包智能补偿原理

2.3.2 稳定性判据

2.3.3 Truetime平台仿真及分析

2.4 泵站现场安全控制试验

2.5 本章小结

第三章 排水调控网络通信控制平台优化

3.1 排水调控网络通信技术概述

3.2 网络通信控制平台优化问题提出

3.3 网络通信控制平台优化

3.3.1 通信软件结构优化

3.3.2 通信同步控制优化

3.3.3 控制模式切换优化

3.4 运行实例

3.5 本章小结

第四章 区域泵站排水调控动态模型

4.1 排水调控节能原理

4.2 区域泵站模糊调控动态模型

4.2.1 排水模糊调控策略

4.2.2 区域泵站排水模糊调控动态模型

4.3 区域泵站模糊调控动态仿真

4.3.1 仿真参数设置

4.3.2 区域泵站模糊调控仿真

4.3.3 区域泵站调控动态模型性能分析

4.4 过程参数动态显示试验

4.5 本章小结

第五章 机泵变频/工频同步切换平滑控制

5.1 机泵变频/工频同步平滑切换问题提出

5.2 相位闭环同步控制模型及其稳定性

5.3 基于同频等相的机泵变频/工频切换平滑控制

5.3.1 机泵同步平滑切换控制系统设计

5.3.2 同步平滑切换仿真与分析

5.4 机泵同步平滑切换过程举例

5.5 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文工作总结

6.2 下一步工作展望

参考文献

作者简介