模糊预测控制技术在变频恒压供水系统中的研究与应用

摘要

随着国家便民、利民工程的不断推广，对城市供水提出了更高的要求。一方面供水的难度在不断提高，另一方面生活及单位用水都对用水稳定性提出了更高的要求，如高楼层供水、医疗装置用水和化学化工行业用水等。因此，设计一种具有高稳定性、机电控制高协调性、适用于不同领域的恒压供水系统成为了二次供水行业的一个新课题。　　本文通过对变频恒压供水技术的发展概况及国内外研究现状进行了解，同时通过校企合作掌握了二次供水主要的应用技术，分析了影响水压稳定性的相关因素。结合供水系统的非线性、时变性及现有常用变频恒压供水方式的优点及缺陷，提出了在变频恒压供水系统中运用双向稳流器及模糊预测控制方法。双向稳流器的使用使得供水水压稳定性更好，模糊预测控制方法则可以用较少的子模型数来反映整个供水系统的动态特征，通过对目标函数的优化得到当前时刻的最优控制率作用于供水系统，并且能消除系统本身及所处工作环境存在的不确定性对供水性能造成的影响。　　通过对系统的仿真分析和实验对比过程验证了该供水方案的良好跟踪性能及压力出现波动时恢复稳定的能力，实现了供水水压在大范围内的稳定输出。设备最终在株洲某医院进行了安装运行，在基本用水、血透等应用中，效果良好，达到了技术要求。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究现状

1.3供水系统高动态稳压输出的意义

1.4本论文完成的工作

第二章 变频恒压供水的理论分析

2.1变频恒压供水系统概况

2.2变频恒压供水系统的组成

2.3变频恒压供水系统工作原理

2.4系统的基本特性

2.5相关数学模型的建立

2.6影响水压稳定性的相关因素

2.7本章小结

第三章 供水系统的软硬件设计

3.1双向稳流器的设计

3.2模糊预测控制的简介

3.3变频恒压供水系统的模糊预测控制方案

3.4控制方案的仿真研究

3.5本章小结

第四章 系统的实验研究

4.1实验分析及实验方案设计

4.2实验装置及实施

4.3实验数据及分析

4.4本章小结

第五章 现场测试

5.1现场描述

5.2数据分析及结论

5.3本章小结

第六章 结论与展望

6.1全文总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果及参与科研项目

致谢