[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

本發明公開了一種基于非線性控制的供水系統管道壓力控制方法及裝置，所述方法首先采集當前采樣時刻供水系統管道的壓力信號進行干擾剔除生成第二壓力信號；根據前一采樣時刻跟隨信號、前一采樣時刻一階微分信號以及預設的非線性函數對第二壓力信號進行信號分離獲得當前采樣時刻跟隨信號以及當前采樣時刻一階微分信號。對給定壓力信號進行信號分離，得到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信號。求取跟隨信號控制量和微分信號控制量，繼而根據跟隨信號控制量和微分信號控制量生成供水系統變頻器的驅動脈沖，以使變頻器根據驅動脈沖控制水泵的供水狀態，通過實施本發明能夠提高供水系統管道壓力控制精度。

技術領域

本發明涉及管道壓力控制技術領域，尤其涉及一種基于非線性控制的供水系統管道壓力控制方法及裝置。

背景技術

恒壓供水是一種水利系統的供水方式。供水是國民生產生活中不可缺少的重要一環。恒壓供水能夠保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保持平衡。恒壓供水方式的實質是將管網的實際壓力經反饋后與給定壓力進行比較，當管網壓力不足時，變頻器增大輸出頻率，水泵轉速加快，供水量增加，迫使管網壓力上升。反之水泵轉速減慢，供水量減小，管網壓力下降，保持恒壓供水。

在現有管道壓力控制技術中，使用最廣的是采用PID控制方法。PID控制方法是一種線性的控制方法，但供水系統是一個是非線性、大慣性的系統，這使得傳統PID控制方法很難滿足控制精度要求。

發明內容

本發明實施例提供一種基于非線性控制的供水系統管道壓力控制方法及裝置，能提高供水系統管道壓力控制精度。

本發明一實施例提供一種基于非線性控制的供水系統管道壓力控制方法，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。

進一步的，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)；