[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

说明书

本发明公开了一种基于非线性控制的供水系统管道压力控制方法及装置，所述方法首先采集当前采样时刻供水系统管道的压力信号进行干扰剔除生成第二压力信号；根据前一采样时刻跟随信号、前一采样时刻一阶微分信号以及预设的非线性函数对第二压力信号进行信号分离获得当前采样时刻跟随信号以及当前采样时刻一阶微分信号。对给定压力信号进行信号分离，得到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信号。求取跟随信号控制量和微分信号控制量，继而根据跟随信号控制量和微分信号控制量生成供水系统变频器的驱动脉冲，以使变频器根据驱动脉冲控制水泵的供水状态，通过实施本发明能够提高供水系统管道压力控制精度。

技术领域

本发明涉及管道压力控制技术领域，尤其涉及一种基于非线性控制的供水系统管道压力控制方法及装置。

背景技术

恒压供水是一种水利系统的供水方式。供水是国民生产生活中不可缺少的重要一环。恒压供水能够保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡。恒压供水方式的实质是将管网的实际压力经反馈后与给定压力进行比较，当管网压力不足时，变频器增大输出频率，水泵转速加快，供水量增加，迫使管网压力上升。反之水泵转速减慢，供水量减小，管网压力下降，保持恒压供水。

在现有管道压力控制技术中，使用最广的是采用PID控制方法。PID控制方法是一种线性的控制方法，但供水系统是一个是非线性、大惯性的系统，这使得传统PID控制方法很难满足控制精度要求。

发明内容

本发明实施例提供一种基于非线性控制的供水系统管道压力控制方法及装置，能提高供水系统管道压力控制精度。

本发明一实施例提供一种基于非线性控制的供水系统管道压力控制方法，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。

进一步的，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)；