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管光华: 作品数：99 被引量：232H指数：10; 供职机构：武汉大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划国家科技支撑计划更多>>; 相关领域：水利工程农业科学自动化与计算机技术环境科学与工程更多>>

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基于实测水位和流量数据的渠道控制模型参数辨识与验证被引量：2: 2020年; 针对传统渠道控制模型推导求解复杂,难以在实际工程中应用的问题,该研究以渠道积分延迟(Integrator Delay,ID)模型和积分延迟零(Integrator Delay Zero,IDZ)模型为研究对象,利用递推最小二乘法对2种渠道控制模型进行了参数辨识和分析。结果表明,参数辨识方法可以简单、有效地获取渠道系统的控制模型;在模型试验中,辨识误差基本分布在(−1,1)cm之间,在南水北调原型工程中,辨识误差基本分布在(−2,2)cm之间;2种辨识模型的均方误差均小于7.675×10^(-5) m^(2),且针对水流变化复杂的大型渠道工程,IDZ模型的辨识精度和稳定性整体高于ID模型。该研究结论对于渠道控制建模理论及控制器设计方法具有一定的参考价值,可应用于灌区或调水工程的输配水渠道系统建模。; 管光华贾梦浩; 关键词：渠道

南水北调中线干渠弧形闸门过流能力校核分析被引量：17: 2010年; 精确的计算过闸流量十分重要,它可以保障渠道保质保量的配水,确保渠道安全运行。基于现有南水北调中线工程总干渠的设计资料,按照弧形闸门闸孔淹没出流的计算原理,应用现行的几种计算弧形闸门过闸流量的公式对南水北调中线总干渠节制闸的过流能力进行计算,并将其结果和设计流量、加大流量进行比较和分析,结果显示部分闸门的过闸流量达不到其渠段设计流量,得出如果按设计流量调水时,渠道的设计流量无法通过闸门,从而导致渠道有漫顶危险的结论。总结了在计算过程中误差存在的原因,并给出了加大闸门宽度以确保实际工程运行安全和经济社会效益最大化的建议。; 刘国强王长德管光华闫弈博; 关键词：过闸流量弧形闸门淹没出流

一种基于模型预测控制的大型管-渠结合系统应急调度控制方法: 本发明公开了一种基于模型预测控制的大型管‑渠结合系统应急调度控制方法，当发生事故时，明渠节制闸按照传统应急调度预案进行控制，而对于长倒虹吸/管道出口闸门/阀门，设立多组长倒虹吸/管道出口闸门/阀门的开度增量方案，以明渠积...; 管光华朱哲立冯晓波杨梦薇黄一飞; 文献传递

渠道运行自调整模糊控制系统设计与仿真: 本文设计了一种自调整模糊控制器，它能根据水位偏差e和水位偏差变化率ec的实时变化，在全论域内通过自调整因子对模糊控制规则进行在线自动调整。通过Matlab软件的仿真，结果表明采用自调整模糊控制器，系统响应加快，在抗干扰能...; 崔巍王长德管光华范杰; 关键词：自调整控制模糊控制非恒定流控制系统; 文献传递

渠道热量交换与冰盖表面温度的计算分析被引量：10: 2011年; 为了精确计算预测南水北调中线工程冬季输水的冰情,进而确保冬季干渠安全定时定量输水,对热量交换计算和冰盖表面温度两个方面进行了分析,提出了通过强迫边界条件法求冰盖的表面温度.通过模拟表明,准确的气象资料、准确的冰盖表面温度的计算对渠道冰盖厚度的变化过程极其重要,将对渠道冰期输水的控制运行研究有重要意义.; 刘孟凯王长德冯晓波管光华; 关键词：热量交换

渠系前馈蓄量补偿控制时滞参数算法比较与改进被引量：7: 2018年; 输水明渠系统控制算法主要由前馈及反馈模块组成,其中前馈模块较大程度上影响了系统控制性能。基于蓄量主动补偿的前馈控制算法受时滞参数影响较大,为比较现有多种算法实际控制性能优劣,并寻求不依赖复杂数值计算的简化时滞参数算法,该文进行了横向的算法比较与优化开发。文章基于蓄量阶跃补偿及蓄量二次补偿2类算法,结合改进比例-积分(proportional-integral,PI)反馈控制器,对典型测试渠系及实际工程渠系建模仿真,选取稳定时间、最大超调流量、绝对值误差积分(integral of absolute magnitude of error,IAE)和绝对流量变化积分(integrated absolute discharge change,IAQ)指标分析了蓄量阶跃补偿、动力波原理、水量平衡模型3种时滞参数算法的控制效果。结果显示,在实际工程渠系中,小流量工况下,蓄量阶跃补偿算法的稳定时间比水量平衡模型算法的稳定时间减小40.42%;大流量工况下,蓄量阶跃补偿算法的最大超调流量最小,仅比目标流量高3%,该算法的稳定时间比水量平衡模型算法的稳定时间减少25.45%。结果表明蓄量阶跃补偿算法控制效果较好,但该算法在推求渠池所需蓄量补偿值时需进行水面线推求,文章依据渠道蓄量变化与流量变化间的线性关系,提出简化的时滞参数显式算法。较传统数值算法,时滞参数显式算法与蓄量阶跃补偿算法的时滞参数差值百分比小于8%,在满足实际工程需求的同时,可明显减少推求所需蓄量补偿值的计算量。文章的比较结论及所提出的简化算法对输配水渠道系统,尤其是大型渠道系统调度具有一定的理论价值和应用前景。; 管光华廖文俊毛中豪钟锞肖昌诚苏海旺黄会勇; 关键词：控制系统时滞参数前馈控制

长距离输水管渠结合系统闸阀联合调控方式研究被引量：4: 2021年; 输配水渠道系统在跨越河谷时往往采用倒虹吸管道,其弹性波波速较明渠重力波有数量级的差异,故探索闸阀这两种响应特性相差迥异的控制对象的控制逻辑差异和调控方式具有一定意义。在处理一维明满流数值计算时采用窄缝法将有压流和明流控制方程统一,选择前馈逻辑与反馈算法中的PI增益系数与动作频率几个要素进行研究对比。由于管道的响应速度较快,阀门无前馈时控制效果仍较为理想,阀门无反馈控制效果很差。选取了水位波动、闸门调整量及稳定时间等性能指标组合成综合指标GI,相较PI控制,阀门和闸门仅采用比例或积分控制时,GI分别变大了39%、17%和75%、55%。对于与算例类似的一般管渠结合系统,阀门可采用无前馈控制,但建议采用反馈控制。阀门可根据管道特性选择不同的控制方式,长管道可仅采用比例控制,避免流量震荡的管道可仅采用积分控制。主要研究方法、结果可用于输配水工程中无压-有压系统的控制器设计,有利于实现输配水系统的安全、高效及自动化运行。; 王浩骅管光华饶柏京崔恒富陈刚顾世祥; 关键词：PI控制

鄂北调水工程长倒虹吸事故水力响应及应急调度被引量：5: 2021年; 以鄂北水资源配置工程中的孟楼-七方倒虹吸(全长约72 km)为研究对象,建立事故工况的一维非恒定流数值计算模型,仿真分析事故工况下长倒虹吸的水力响应过程。结果表明:事故工况下闸门同步异速调度相较于异步同速调度更利于倒虹吸安全;同步异速调度规则下,延缓倒虹吸进口以及上游闸门开始关闭时间、延长进口以及上游闸门关闭时长,或快速关闭倒虹吸出口以及下游闸门,都会抑制倒虹吸内部压力水体释放过程,增大压力超限风险;针对鄂北水资源配置工程,建议倒虹吸进口及上游闸门至少不晚于出口及下游闸门开始关闭后的30 min开始动作,倒虹吸出口及下游闸门关闭时长不宜短于30 min,倒虹吸进口及上游闸门关闭时长不宜超过30 min,并最终提出一组可供参考的节制闸应急调度组合。主要结论对于鄂北水资源配置工程的应急调度具有一定参考价值,也对类似含有大型倒虹吸工程的运行调度有一定的借鉴意义。; 樊甲伟管光华朱哲立; 关键词：倒虹吸

一种基于数值仿真的多渠池控制参数寻优算法: 本发明公开了一种基于数值仿真的多渠池控制参数寻优算法，首先，对特征渠道进行分步梯度法寻优。即先运用随机黄金比例二分寻找梯度法初值，再进入改进后的分阶段换指标梯度算法进行寻优。其次，对于其他渠池的控制参数选取，采取在寻优过...; 管光华张雨萌冯晓波; 文献传递

基于数值仿真的单目标多变量渠道控制参数寻优算法研究被引量：5: 2020年; 【目的】采用优化的寻优算法进行高效PI控制参数寻优。【方法】首先采用复合梯度法和复合粒子群法进行单一渠池PI控制参数寻优,对寻优过程中存在的初值不稳定等问题进行了探讨和针对性优化,提出了一种适用于渠道控制的分步寻优算法;随后针对多渠池的多变量问题提出了随机多渠池多变量寻优算法与固定权重的多渠池多变量寻优算法。【结果】单渠池工况下,复合梯度法和复合粒子群法能较好地解决寻优初值不稳定及寻优效率低下的问题。在控制效果相当的情况下,2种算法较均匀网格法的计算效率均得到显著提升,最长寻优耗时仅为网格法的5%左右。复合梯度法所用平均寻优耗时仅仅为复合粒子群算法的35.76%,复合梯度法较复合粒子群算法更为高效。多渠池工况下,随机多渠池多变量寻优算法与固定权重的多渠池多变量寻优算法在显著提高寻优效率的同时保证了较好的控制性能。然而,随机多渠池多变量寻优的控制效果较固定权重的多渠池多变量寻优有较大的改善,随机法较固定权重法的流量偏差小90.48%、闸门开度偏差小77.57%,系统稳定时间小17.05%,水位偏差小50.42%。但随机法所付出的时间成本也较高,寻优耗时较固定权重法多63.19%。【结论】随机多渠池多变量寻优算法的寻优耗时更长但控制性能更佳,使用者可根据其对于控制性能或耗时的要求有针对性地选择。; 张雨萌管光华; 关键词：PID算法参数寻优网格法梯度算法

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