[发明专利]基于非线性控制的供水系统管道压力控制方法及装置

权利要求书

1.一种基于非线性控制的供水系统管道压力控制方法，其特征在于，包括：

获取当前采样时刻供水系统管道的第一压力信号，并根据所述第一压力信号计算剔除干扰后的当前采样时刻供水系统管道的压力信号，获得第二压力信号；

根据前一采样时刻跟随信号以及前一采样时刻一阶微分信号，计算与所述第二压力信号对应的当前采样时刻跟随信号；根据预设的非线性函数、所述前一采样时刻一阶微分信号以及所述前一采样时刻跟随信号，计算与所述第二压力信号对应的当前采样时刻一阶微分信号；

获取当前采样时刻供水系统管道预设的给定压力信号，继而计算与所述给定压力信号对应的第二当前采样时刻跟随信号以及第二当前采样时刻一阶微分信号；

计算所述当前采样时刻跟随信号与所述第二当前采样时刻跟随信号的差值，获得第一差值；计算所述当前采样时刻一阶微分信号与所述第二当前采样时刻一阶微分信号的差值，获得第二差值；根据所述第一差值计算跟随信号控制量，根据所述第二差值计算微分信号控制量；

根据所述跟随信号控制量以及所述微分信号控制量生成供水系统中变频器的驱动脉冲，以使所述变频器根据所述驱动脉冲控制水泵的供水状态。

2.如权利要求1所述的基于非线性控制的供水系统管道压力控制方法，其特征在于，所述根据所述第一压力信号计算剔除干扰后的当前采样时刻供水系统管道的压力信号，获得第二压力信号，具体包括：

获取前一采样时刻供水系统管道的第三压力信号、剔除干扰后的前一采样时刻供水系统管道的第四压力信号以及剔除干扰后的前二采样时刻供水系统管道的第五压力信号；

通过以下公式计算所述第二压力信号：

P_F(k)＝b₁P(k)+b₂P(k-1)-a₁P_F(k-1)-a₂P_F(k-2)；

其中，b₁、b₂、a₁以及a₂均为预设的常系数、P_F(k)为所述第二压力信号、P(k)为所述第一压力信号、P(k-1)为所述第三压力信号、P_F(k-1)为所述第四压力信号、P_F(k-2)为所述第五压力信号。

3.如权利要求2所述的基于非线性控制的供水系统管道压力控制方法，其特征在于，所述根据前一采样时刻跟随信号以及前一采样时刻一阶微分信号，计算与所述第二压力信号对应的当前采样时刻跟随信号，具体包括：

通过以下公式计算与所述第二压力信号对应的当前采样时刻跟随信号：

P_F1(k)＝P_F1(k-1)+T*P_F2(k-1)；

其中，所述P_F1(k)为当前采样时刻跟随信号、P_F1(k-1)为前一采样时刻跟随信号、T为采样时间间隔、P_F2(k-1)为前一采样时刻一阶微分信号。

4.如权利要求3所述的基于非线性控制的供水系统管道压力控制方法，其特征在于，所述根据预设的非线性函数、所述前一采样时刻一阶微分信号以及所述前一采样时刻跟随信号，计算与所述第二压力信号对应的当前采样时刻一阶微分信号，具体包括：

通过以下公式计算所述当前采样时刻一阶微分信号：

P_F2(k)＝P_F2(k-1)+T*G[P_F1(k-1)，P_F2(k-1)，r，T]；

其中，P_F2(k)为当前采样时刻一阶微分信号、P_F2(k-1)为前一采样时刻一阶微分信号、r为预设的修正系数、G为所述非线性函数；

Δ为预设的变化范围、Δ₀为预设的切换阈值、sign()为符号函数、a(k)为中间变量、a(k-1)为前一采样时刻所述非线性函数对应的中间变量。