[发明专利]一种河工模型中尾门水位自动控制方法及系统

权利要求书

1.一种河工模型中尾门水位自动控制方法，其特征在于，包括:

采集当前水位值和当前阀门输出的电流值；

根据所述当前水位值和目标水位值通过比例-积分-微分PID控制确定电流增量，并将所述当前阀门输出的电流值与所述电流增量相加获得阀门电流输入值；

将所述阀门电流输入值转成成模拟信号输入给阀门，以调节阀门的开度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前水位值和目标水位值通过比例-积分-微分PID控制确定电流增量，具体包括：

dI＝K_P(H₀-H_t)+K_I(H_t-H_t-1)+K_D(H_t-2H_t-1+H_t-2)

其中，dI表示电流增量，H₀表示目标水位值，H_t表示当前水位值，H_t-1为t-1时刻的水位值，H_t-2为t-1的上一时刻的水位值，K_P表示比例系数，K_I表示积分系数，K_D表示微分系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述阀门电流输入值为4mA-20mA，则当所述阀门电流输入值为4mA时，所述阀门为全关，开度为0%;当所述阀门电流输入值为20mA时，所述阀门为全开，开度为100%，所述阀门在0%-100%之间的开度与所述输入值为4mA-20mA之间的电流值按固定的关系相对应。

4.一种河工模型中尾门水位自动控制系统，其特征在于，包括:

采集模块，用于采集当前水位值和当前阀门输出的电流值；

阀门电流输入值确定模块，用于根据所述采集模块采集的当前水位值和目标水位值通过比例-积分-微分PID控制确定电流增量，并将所述采集模块采集的当前阀门输出的电流值与所述电流增量相加获得阀门电流输入值；

阀门调节模块，用于将所述阀门电流输入值确定模块确定的阀门电流输入值转成成模拟信号输入给阀门，以调节阀门的开度。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述阀门电流输入值确定模块，用于根据所述当前水位值和目标水位值通过PID控制确定电流增量，具体包括：

dI＝K_P(H₀-H_t)+K_I(H_t-H_t-1)+K_D(H_t-2H_t-1+H_t-2)

其中，dI表示电流增量，H₀表示目标水位值，H_t表示当前水位值，H_t-1为t-1时刻的水位值，H_t-2为t-1的上一时刻的水位值，K_P表示比例系数，K_I表示积分系数，K_D表示微分系数。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，若所述阀门调节模块中所述阀门电流输入值为4mA-20mA，则当所述阀门电流输入值为4mA时，所述阀门为全关，开度为0%；当所述阀门电流输入值为20mA时，所述阀门为全开，开度为100%，所述阀门在0%-100%之间的开度与所述输入值为4mA-20mA之间的电流值按固定的关系相对应。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述采集模块为超声波水位计或振动式水位计。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述阀门采用电动调节阀，所述电动调节阀的口径根据模型流量及尾部过水能力确定。