大水位变幅下多级闸控河渠自适应控制方法研究

作     者：杨忆昕 黄草 刘晋龙 李威岐 曹劲松 YANG Yixin;HUANG Cao;LIU Jinlong;LI Weiqi;CAO Jinsong

作者机构：长沙理工大学水利与环境工程学院长沙410114 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室长沙410114 北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100082 

出 版 物：《灌溉排水学报》 (Journal of Irrigation and Drainage)

年 卷 期：2024年第43卷第4期

页      面：66-73页

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52179004) 湖南省水利科技项目(XSKJ2022068-04) 长沙理工大学研究生科研创新项目(CXCLY2022069) 

主　　题：沙河 实时控制 积分时滞模型 模型预测控制 自适应方法 

摘      要：【目的】提高多级闸控河渠水位变幅较大时的河渠水位控制精度,减小河渠水位振荡,提升控制算法的收敛效率。【方法】利用河渠实时水位动态修正ID模型参数并调整闸坝启闭频率,提出自适应预测控制(APC)算法,对比分析6种工况下不同控制算法的精度与效率。【结果】与基于ID模型的线性二次型控制(LQR)算法与模型预测控制(MPC)算法相比,APC算法可分别缩短19%~32%和8%~40%的调控时长,可减少47%~97%和14%~93%的河渠水位累计波动,可减小24%~77%和5%~59%的河渠水位平均绝对偏差。【结论】APC算法提高了多级闸控河渠水位的控制精度和算法的收敛性,可在不同的河渠水位变幅下保持良好的控制性能,能够为多级闸控河渠的智慧水利建设提供技术支持。