基于设定值响应的PI控制系统性能评估

针对一阶惯性具有纯迟延环节的被控对象,利用含PI控制器的反馈控制系统的一组无量纲性能指标,研究了PI反馈控制系统的控制性能和鲁棒特性的评价方法,推导出了各种性能指标的计算方法,划分了控制器的性能等级,给出各等级性能指标的带宽;将性能评价方法推广到二阶惯性加纯迟延的对象,利用性能指标对不同参数下PI控制的二阶对象反馈系统进行控制器性能的评价,仿真研究证明了性能评价方法的正确性和适用性。

长距离输水管渠结合系统闸阀联合调控方式研究

输配水渠道系统在跨越河谷时往往采用倒虹吸管道,其弹性波波速较明渠重力波有数量级的差异,故探索闸阀这两种响应特性相差迥异的控制对象的控制逻辑差异和调控方式具有一定意义。在处理一维明满流数值计算时采用窄缝法将有压流和明流控制方程统一,选择前馈逻辑与反馈算法中的PI增益系数与动作频率几个要素进行研究对比。由于管道的响应速度较快,阀门无前馈时控制效果仍较为理想,阀门无反馈控制效果很差。选取了水位波动、闸门调整量及稳定时间等性能指标组合成综合指标GI,相较PI控制,阀门和闸门仅采用比例或积分控制时,GI分别变大了39%、17%和75%、55%。对于与算例类似的一般管渠结合系统,阀门可采用无前馈控制,但建议采用反馈控制。阀门可根据管道特性选择不同的控制方式,长管道可仅采用比例控制,避免流量震荡的管道可仅采用积分控制。主要研究方法、结果可用于输配水工程中无压-有压系统的控制器设计,有利于实现输配水系统的安全、高效及自动化运行。