調(diào)水工程管渠結(jié)合輸水系統(tǒng)水力控制研究.pdf

1、調(diào)水工程多數(shù)采用明渠(包括無(wú)壓隧洞或涵管)輸水，但由于具體結(jié)構(gòu)、地形或建筑物交叉等因素的限制，調(diào)水工程常采取明渠和壓力管道相結(jié)合的形式，如在明渠之間布置一段有壓管道(如隧洞和倒虹吸等)，這就形成了管渠結(jié)合的輸水系統(tǒng)。為保證管渠輸水系統(tǒng)能迅速適應(yīng)新的流量變化，實(shí)現(xiàn)適時(shí)、適量、安全供水，需要對(duì)管渠結(jié)合系統(tǒng)的水力控制進(jìn)行深入研究。
　　 本文以管渠結(jié)合輸水系統(tǒng)為研究對(duì)象，以明渠非恒定流和有壓管道非恒定流水力數(shù)值模擬為基礎(chǔ)，對(duì)管渠結(jié)合系

2、統(tǒng)的聯(lián)合計(jì)算和水力過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上，引入自動(dòng)控制理論，建立了管渠結(jié)合系統(tǒng)輸水運(yùn)行常規(guī)PID控制數(shù)學(xué)模型，對(duì)不同流量變化量和不同閘門(mén)調(diào)節(jié)速度下的PID控制過(guò)程進(jìn)行了研究。本文的主要內(nèi)容概括如下：
　　 (1)建立了管渠結(jié)合的復(fù)雜輸水結(jié)構(gòu)模型，對(duì)管渠結(jié)合系統(tǒng)聯(lián)合計(jì)算和水力過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行了研究。采用普林斯曼(Priessmann)假想窄縫法對(duì)管渠結(jié)合模型實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一求解，并驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性。
　　 (2)對(duì)管渠結(jié)

3、合輸水系統(tǒng)的水力過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行了模擬分析，對(duì)不同流量調(diào)節(jié)速度工況和不同流量變化量工況下的模型系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行分析，研究有壓段極限水擊的規(guī)律。系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程相對(duì)來(lái)說(shuō)較為平緩，沒(méi)有出現(xiàn)水力要素變化特別劇烈的現(xiàn)象。
　　 (3)采用下游常水位運(yùn)行方式，發(fā)現(xiàn)基于Ziegler-Nichols參數(shù)整定法則的PID參數(shù)，使控制不穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，提出改進(jìn)的Ziegler-Nichols參數(shù)整定法則，使常規(guī)PID控制效果更好。