基于現代控制理論的渠道控制系統分析

尚濤+陳明坤

摘 要：本文從渠道運行的方程組出發，對控制方程組進行了離散化，并用多元泰勒公式對離散化后的公式進行線性化，從而得出了以閘門開度為控制變量，以水流深度和流量為狀態變量的狀態方程。最后通過分析一個案例，證實了該狀態方程的穩定性。

關鍵字：渠道運行 離散化 線性化 穩定性

中圖分類號：TV672.9 文獻標識碼：A

1 前言

渠道運行控制系統是根據來自渠道系統的運行狀態信息來操作的渠道，控制渠道水位、流量等變量的基本系統。渠道運行的人工控制有操作笨拙、信息傳遞慢、運行費用高等缺點。隨著現代控制理論的逐漸成熟，渠道運行控制也逐漸引入現代控制理論對渠道進行自動控制。本文從渠道運行過程的基本方程出發，由公式的推導得出了運行的狀態方程，并對一例子狀態方程的穩定性進行了一定的分析。

7 結論

（1）渠道系統在過渡過程中的控制方程是圣·維南方程，為了便于用現代控制理論解決渠道運行控制問題，對圣·維南方程做了離散化和線性化的處理。離散化的方法是明渠非恒定流數值解中比較成熟的方法，線性化方法采用的是控制論中常用的泰勒級數展開方法。

（2）穩定是控制藥達到的目標之一，但在渠道運行控制設計中系統的進行穩定性的分析，在過去的方法中是比較困難的，只有將現代控制理論引入才有必要和可能。

（3）控制器的設計是渠道運行控制的核心，本文將最優控制理論引入到渠道運行控制設計之中，使系統穩定。

參 考 文 獻

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