流体管道水锤抑制的时间尺度变换控制

摘要：

在流体管道运行中,打开的阀门突然关闭会造成管道内部流体对阀门及管壁的巨大压力冲击,这种现象叫做水锤效应,严重威胁流体管道的健康运行.基于此,本文研究了阀门关闭过程中抑制水锤效应的最优边界控制问题.水锤模型由一组非线性时空演化方程描述,本文首先通过半离散方法得到一个有限维模型.然后,采用分段一次线性控制变量参数化方法及灵敏度分析方法,结合时间尺度变换方法,推导其梯度形式.最后,结合非线性优化求解器,完成边界最优控制设计.仿真结果显示时间尺度变换方法能够更有效地抑制水锤效应.考虑到实际工程中的控制量为阀门相对开度,在得到阀门处的流量和压力的最优变化过程后,本文给出了阀门相对开度随时间的演化关系.

关键词：水锤模型、分段一次线性控制变量参数化、时间尺度变换、敏感性分析

所属期刊栏目：35

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金项目61703217,61703114,61473253;工业控制技术国家重点实验室开放课题ICT170301,ICT170288;宁波大学科研基金XYL17024资助.Supported by the National Natural Science Foundation of China61703217,61703114,61473253;the Open Research Project of the State Key Laboratory of Industrial Control Technology,Zhejiang University,ChinaICT170301,ICT170288;the Research Foundation of Ningbo UniversityXYL17024

在线出版日期：2018-05-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：198-206