河工模型尾门水位控制系统的设计与研究

为了提高河工模型试验自动控制的水平,确保试验过程的精确性,自主开发了尾门水位控制系统。通过研究尾门结构,采用尾门水位的PID调节算法,结合拉格朗日插值方法,实现了尾门水位的自动控制。恒定流和非恒定流试验结果表明:该控制系统保证了尾门水位控制的快速性和稳定性;提高了试验精度,其尾门水位控制重复精度<1 mm;该系统可使河工模型研究试验的可重复性得到提高,且提高了试验效率,节约了试验成本。

基于变结构PID算法的河工模型尾门水位控制系统

在河工模型试验中,要复演天然河道水位的变化过程,模型尾部水位的控制尤为重要.根据河工模型试验要求,针对河工模型水位调整特点,设计了由PID控制器和参数自适应模糊PID控制器组成的变结构控制算法,可根据检测实际水位与要求水位的差别,调整尾门水位控制闸门的开闭速度及开闭度,既保证了水位调节的快速响应,也保证了水位控制的稳定性.

河工模型试验目标水位突降时尾门水位的控制

针对河工模型试验过程中目标水位下降幅度过大时可能造成尾门开启过度、流速急剧增加,从而导致动床地形冲毁的现象,提出了一种尾门平稳过渡控制的方法。即在试验开始阶段,停止尾门调节器PID(proportion-integration-differentiation)控制模式,采用逐步开启尾门,直至模型水位接近目标水位后再自动转入PID调节模式。在试验过程中,目标水位降幅超过设定的正常幅度后,调节器自动将目标水位变化分解为按阶梯逐步下降的过程,阶梯的幅度和持续时间可以根据实际模型事先整定。将新方法应用到长江防洪模型供水系统,并嵌入到尾门PID调节系统中。试验表明:采用这些方法后,能有效抑制目标水位降幅过大时造成尾门的超调,保证了尾门水位的平稳过渡,并且有效提高了尾门控制的平稳性和试验系统的可靠性;新方法使得水位调节平衡的时间有所增加,应根据模型的特性,选择适当的控制参数。

泥沙模型试验中的时间变态问题及其影响

一、问题的提出 在泥沙模型试验中,一般采用河床变形时间比尺λtb制试验过程。由于λtb远大于水流时间比尺λt,就产生了时间变态,时间变态的程度可由变率α=λtb/λt来表示。 在一个大型水库变动回水区的推移质泥沙模型试验中,发现水库蓄水后,模型中、上段发生累积性淤积,下段则有冲刷、河床显著粗化。由于水库蓄水后该河段水流强度减弱,水流挟沙力理应减小,所以模型中这种冲刷是不相似的。我们仔细观察发现,这种冲刷主要发生在流量减小、水位下降的过程中。这与原型河段涨水冲。

增量式PID在鄱阳湖水工模型中的应用

鄱阳湖湖区水工模型,主要模拟鄱阳湖湖区、五河尾闾、湖口及部分长江河段(武穴到彭泽段),为实现鄱阳湖湖区水工模型试验要求,针对尾门模型水位控制特点,系统采用了增量式PID控制算法,有效地实现了水位的自动控制,在实际应用中取得了满意的效果。