[發明專利]一種河工模型中尾門水位自動控制方法及系統

無效

• 申請號: 201310035078.2
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103116367A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 曹文洪;劉春晶;張曉明;朱畢生;王向東
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G05D9/12
• 分類號: G05D9/12;E02B1/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種河工模型中尾門水位自動控制方法及系統，屬于水位控制技術領域。

背景技術

河工模型是將河流按相似原理縮成模型，在模型內研究各有關因素（水流、地形等）在不同情況下變化的一種方法。在河工模型試驗中，尾門水位的調節是試驗工程中一個重要環節，其調節的精度將直接影響試驗結果的準確性。

現有技術中對尾門水位的調節一般采用人工控制，當河工模型的尾門水位控制斷面安裝的水位測針的針尖調至目標水位所需水面位置時，人工調節閘板或調節閥，使河工模型的水面剛好與水位測針的針尖接觸，則河工模型對應的水位即為所需目標水位。實際操作過程：當河工模型的當前水位比目標水位高時，說明當前閘孔和調節閥的過流能力較小，這時需加大閘孔和調節閥的開度，以增加過流能力，使模型水位下降，若加大閘孔和調節閥的開度后水流基本穩定時的水位比目標水位還高，則說明閘孔和調節閥的開度不夠，需繼續增大閘孔和調節閥的開度；若加大閘孔和調節閥的開度后水流基本穩定時的水位比目標水位低，則需減小開度使模型水位上升。由此可知，只有當人工調節的閘孔和調節閥的開度與理想開度特別接近時，河工模型中的水位才能穩定在目標水位，否則會出現忽高忽低的震蕩，使得調整效率低下。故在實際河工模型試驗中，尾門水位調節往往需經驗豐富的操作者實時進行看守，才能防止水位發生較大變化，以避免河工模型與原型河道發生較大的偏離。

發明內容

本發明提供了一種河工模型中尾門水位自動控制方法及系統，以解決現有技術中人工調節尾門水位出現忽高忽低的震蕩，使得調整效率低下的問題，為此本發明采用如下的技術方案：

一種河工模型中尾門水位自動控制方法，包括:

采集當前水位值和當前閥門輸出的電流值；

根據所述當前水位值和目標水位值通過比例-積分-微分PID控制確定電流增量，并將所述當前閥門輸出的電流值與所述電流增量相加獲得閥門電流輸入值；

將所述閥門電流輸入值轉成成模擬信號輸入給閥門，以調節閥門的開度。

一種河工模型中尾門水位自動控制系統，其特征在于，包括:

水位測量儀器采用可自動采集的水位儀；

尾水出流控制閥門采用電動調節閥門，該閥門可實時反饋當前開度，能接收控制信號，并按控制信號達到預定的開度；

采集模塊，用于采集當前水位值和當前閥門輸出的電流值；

閥門電流輸入值確定模塊，用于根據所述采集模塊采集的當前水位值和目標水位值通過比例-積分-微分PID控制確定電流增量，并將所述采集模塊采集的當前閥門輸出的電流值與所述電流增量相加獲得閥門電流輸入值；

閥門調節模塊，用于將所述閥門電流輸入值確定模塊確定的閥門電流輸入值轉成成模擬信號輸入給閥門，以調節閥門的開度。

本發明實施方式提供的河工模型中尾門水位自動控制方法及系統，使河工模型試驗尾門水位能快速且穩定的達到設定的目標值，可實現持續調整，克服了因水位變化緩慢人為難以觀測而造成的水位偏差，提高了河工模型試驗的可靠度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明所述的一種河工模型中尾門水位自動控制方法的流程示意圖；

圖2是本發明所述的一種河工模型中尾門水位自動控制系統的結構示意圖；

圖3是本發明所述的一種河工模型中尾門水位自動控制系統應用于河工模型的示意圖；

圖4-1為圖3的A-A’項的剖面示意圖，圖4-2為圖3的B-B’項的剖面示意圖,圖4-3為圖3的C-C’項的剖面示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明實施方式提供的一種河工模型中尾門水位自動控制系統和方法，如圖1所示，包括:

將傳統水位測量儀器水位測針更換為采用可自動采集的水位儀，如超聲波水位計或振動式水位計；