多水源供水管网的水压控制仿真研究

针对从多水源取水的管网相连通的多个塔的供水,要求操作泵阀控制系统最高水压在不超过给定值的条件下,能控制多个水塔水位在合理范围内变化。系统控制属于带约束条件的多输入多输出控制问题。由于系统的特性为非线性且不能以低阶状态空间分析法形式加以表示,并且系统的参数可能大范围变化,引起水压估算变得困难。提出用等效电路分析方法,以及各供水流量之间的比例关系,相关问题被归结为一个代数微分方程组的的求解。用状态空间分析法对水塔水位的控制进行仿真。计算结果显示,在引入适当的参数变换后,原有的一般情形被分解为若干较为简单的情形,使之能直接地获得各股单个供水流量的控制方案,于是通过反变换,即可获得原系统的控制方案,并能有效地确定系统的最高压及对应输入输出流量。结果证明,只要系统参数合理,当最高水压位于指定的范围内时,水压控制系统是安全可靠的。