【摘 要】
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天然气长输管道属于大时滞、非线性系统,其运行控制异常复杂。借鉴大系统控制器的设计方法,本文建立了天然气管道非线性互联的分布式控制系统模型。首先根据管道运行控制特点重新定义了管道的拓扑结构,据此将天然气管道系统拆分成若干子管段。通过矩阵型扇区约束对压缩机的非线性特性进行表征,进而获得管道系统及子管段的状态空间方程。在控制器设计过程中采用动态输出反馈控制,在管段方程中加入局部控制器保证其稳定性。应用S
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天然气长输管道属于大时滞、非线性系统,其运行控制异常复杂。借鉴大系统控制器的设计方法,本文建立了天然气管道非线性互联的分布式控制系统模型。首先根据管道运行控制特点重新定义了管道的拓扑结构,据此将天然气管道系统拆分成若干子管段。通过矩阵型扇区约束对压缩机的非线性特性进行表征,进而获得管道系统及子管段的状态空间方程。在控制器设计过程中采用动态输出反馈控制,在管段方程中加入局部控制器保证其稳定性。应用Schur补引理将系统输出反馈问题转化为鲁棒控制理论中输出反馈控制器设计的标准形式。最后将本文提出的管道控制方法应用到天然气管道系统中。应用LMI工具箱对系统控制器进行设计。在不同阶跃信号下及用气需求量下,对控制器设计的有效性进行验证。
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