[發明專利]基于非線性控制的供水系統管道壓力控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202011502065.8
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112684819B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 張學美;張淼
• 申請（專利權）人: 廣州市百福電氣設備有限公司
• 主分類號: G05D16/20
• 分類號: G05D16/20;E03B1/00;E03B5/00;E03B7/07
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;顏希文

1.一種基于非線性控制的供水系統管道壓力控制方法，其特征在于，包括：

獲取當前采樣時刻供水系統管道的第一壓力信號，并根據所述第一壓力信號計算剔除干擾后的當前采樣時刻供水系統管道的壓力信號，獲得第二壓力信號；

根據前一采樣時刻跟隨信號以及前一采樣時刻一階微分信號，計算與所述第二壓力信號對應的當前采樣時刻跟隨信號；根據預設的非線性函數、所述前一采樣時刻一階微分信號以及所述前一采樣時刻跟隨信號，計算與所述第二壓力信號對應的當前采樣時刻一階微分信號；

獲取當前采樣時刻供水系統管道預設的給定壓力信號，繼而計算與所述給定壓力信號對應的第二當前采樣時刻跟隨信號以及第二當前采樣時刻一階微分信號；

計算所述當前采樣時刻跟隨信號與所述第二當前采樣時刻跟隨信號的差值，獲得第一差值；計算所述當前采樣時刻一階微分信號與所述第二當前采樣時刻一階微分信號的差值，獲得第二差值；根據所述第一差值計算跟隨信號控制量，根據所述第二差值計算微分信號控制量；

根據所述跟隨信號控制量以及所述微分信號控制量生成供水系統中變頻器的驅動脈沖，以使所述變頻器根據所述驅動脈沖控制水泵的供水狀態。

2.如權利要求1所述的基于非線性控制的供水系統管道壓力控制方法，其特征在于，所述根據所述第一壓力信號計算剔除干擾后的當前采樣時刻供水系統管道的壓力信號，獲得第二壓力信號，具體包括：

獲取前一采樣時刻供水系統管道的第三壓力信號、剔除干擾后的前一采樣時刻供水系統管道的第四壓力信號以及剔除干擾后的前二采樣時刻供水系統管道的第五壓力信號；

通過以下公式計算所述第二壓力信號：

P_F(k)＝b₁P(k)+b₂P(k-1)-a₁P_F(k-1)-a₂P_F(k-2)；

其中，b₁、b₂、a₁以及a₂均為預設的常系數、P_F(k)為所述第二壓力信號、P(k)為所述第一壓力信號、P(k-1)為所述第三壓力信號、P_F(k-1)為所述第四壓力信號、P_F(k-2)為所述第五壓力信號。

3.如權利要求2所述的基于非線性控制的供水系統管道壓力控制方法，其特征在于，所述根據前一采樣時刻跟隨信號以及前一采樣時刻一階微分信號，計算與所述第二壓力信號對應的當前采樣時刻跟隨信號，具體包括：

通過以下公式計算與所述第二壓力信號對應的當前采樣時刻跟隨信號：

P_F1(k)＝P_F1(k-1)+T*P_F2(k-1)；

其中，所述P_F1(k)為當前采樣時刻跟隨信號、P_F1(k-1)為前一采樣時刻跟隨信號、T為采樣時間間隔、P_F2(k-1)為前一采樣時刻一階微分信號。

4.如權利要求3所述的基于非線性控制的供水系統管道壓力控制方法，其特征在于，所述根據預設的非線性函數、所述前一采樣時刻一階微分信號以及所述前一采樣時刻跟隨信號，計算與所述第二壓力信號對應的當前采樣時刻一階微分信號，具體包括：

通過以下公式計算所述當前采樣時刻一階微分信號：

P_F2(k)＝P_F2(k-1)+T*G[P_F1(k-1)，P_F2(k-1)，r，T]；

其中，P_F2(k)為當前采樣時刻一階微分信號、P_F2(k-1)為前一采樣時刻一階微分信號、r為預設的修正系數、G為所述非線性函數；

Δ為預設的變化范圍、Δ₀為預設的切換閾值、sign()為符號函數、a(k)為中間變量、a(k-1)為前一采樣時刻所述非線性函數對應的中間變量。