基于二端口網(wǎng)絡(luò)的水力機(jī)組過水系統(tǒng)建模及其計(jì)算方法研究.pdf

1、目前，水擊壓強(qiáng)的求解計(jì)算方法大致可以劃分為：圖解法、解析法和數(shù)值分析法，其中數(shù)值分析法應(yīng)用尤為廣泛。數(shù)值分析法主要是通過求解水擊基本方程或經(jīng)變換后的基本方程和邊界條件，逐時(shí)段、逐管道求解水擊壓強(qiáng)，但計(jì)算過程過于復(fù)雜繁瑣；且數(shù)值分析法具有離散求解特性，不能給出水擊壓強(qiáng)的連續(xù)解析表達(dá)形式，不利于構(gòu)建過水系統(tǒng)的連續(xù)數(shù)學(xué)模型，而目前針對水力機(jī)組非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析理論及控制策略研究大多是基于狀態(tài)空間描述，要求其數(shù)學(xué)模型在研究區(qū)域內(nèi)連續(xù)可導(dǎo)，但

2、數(shù)值分析法難以實(shí)現(xiàn)上述目的。
　　在綜合考慮上述各種因素后，需重點(diǎn)針對過水系統(tǒng)的建模方式及其水擊壓強(qiáng)的求解計(jì)算方法進(jìn)行研究與分析，研究工作及創(chuàng)新性成果主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1.采用二端口網(wǎng)絡(luò)形式來描述復(fù)雜過水系統(tǒng)的各水力單元，并提出“基于e指數(shù)的時(shí)滯建模方法”來構(gòu)建過水系統(tǒng)的整體數(shù)學(xué)模型。該建模方法不同于目前采用特征方程和邊界條件確定過水系統(tǒng)模型的方法，也不同于只采用簡單管道的彈性或剛性模型描述過水系統(tǒng)的方法，其物理概

3、念更清晰、建模更簡單方便；
　　2.在二端口網(wǎng)絡(luò)建模過水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用“基于e指數(shù)的過水系統(tǒng)時(shí)滯模型求解法”來計(jì)算水擊壓強(qiáng)，該求解方法能得到過水系統(tǒng)中關(guān)鍵斷面水壓關(guān)于時(shí)間的解析表達(dá)。同時(shí)進(jìn)行水力過渡過程仿真試驗(yàn)，并與特征線法進(jìn)行對比，驗(yàn)證其有效性與適用性；
　　3.在“基于e指數(shù)的過水系統(tǒng)時(shí)滯模型”的基礎(chǔ)上，構(gòu)建可逆式機(jī)組的連續(xù)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行仿真試驗(yàn)研究過渡過程中各參數(shù)的變化規(guī)律，并驗(yàn)證過水系統(tǒng)模型及其求解方法在水力機(jī)組