（定稿）金神镇土地治理项目投资申请报告4（喜欢就下吧）

如果用水量继续增加，每当加速运行的变频器输出频率达到工频时，将继续发生如上转换，并有新的水泵投人并联运行当最后台水泵投人运行，变频器输出频率达到工频，压力仍未达到设定值时，控制系统就会发出故障报警降压控制当用水量下降水压升高，变频器输出频率降至起动频率时，水压仍高于设定值，系统将工频运行时间最长的台水泵关掉，恢复对水压的闭环调节，使压力重新达到设定值当用水量继续下降，每当减速运行的变频器输出频率降至起动频率时，将继续发生如上转换，直到剩下最后台变频泵运行为止。

参考文献廖常初编程及应用北京机械工业出版社，吴忠智，吴加林。

变频器应用手册北京机械工业出版社，韩安荣通用变频器及其应用北京机械工业出版社，李华变频调速技术在供水系统中的应用电气传动自动化陈伯时电力拖动自动控制系统北京机械工业出版社，岳庆来变频器可编程序控制器及触摸屏综合应用技术北京机械工业出版社龙章眷与变频器在自动恒压供水设备中的应用科技信息，。

致谢本论文是在导师吴学娟的悉心指导下完成的。

导师渊博的学识，优秀的师德，深厚的学术造诣和严谨的治学态度使我受益匪浅。

在整个论文工作中，导师给了我全方位的精心指导开始时论文很不成功，论文里的供水方案图出现严重，老师给出分析与解决办法。

后面的仿真过程中数学模型使用不当，使效果与实际相违甚大，但经吴老师的指出都依次解决，使我得以顺利完成论文工作。

在论文工作中，吴老师为我提供了大量的研究资料，并给予了精心指导，从开题到实验研究到论文撰写，提出了很多非常好的意见和建议。

我能顺利完成学业及论文的撰写，与吴老师的关心支持和帮助是分不开的。

在此，向支持与帮助我的同学和在这段时间内教导我的老师表示最算法简单，控制效果好，易于为人们熟悉和掌握等优点。

本系统是个单闭环系统，结构框图如图所示。

图恒压供水系统结构框图泵供水系统的结构泵供水系统的基本结构如图所示。

水压传感器检测的泵出口水压与给定值比较产生偏差信号，经控制器调节后产生相应控制信号控制变频器的频率。

变频器控制电机转速，使水压值位于泵供水系统给定值的允许误差范围内。

泵供水系统各环节的传递函数变频器的传递函数在工程实践中可设定为个小惯性环节，变频器环节可用以下传递函数描述。

式中为变频器输出角频率为变频器的输入电压，分别为，的拉普拉斯变换为复变量为常数，般为几十至几百为比例系数，。

异步电机的传递函数可以描述为式中为转子角速度为的拉天模式运行信号输出报警电铃信号输出变频器复位控制信号输出的模拟信号用于控制变频器的输出频率。

图只是简单的表明及扩展模块的外围接线情况，并不是严格意义上的外围接线情况。

它忽略了以下因素直流电源的容量电源方面的抗干扰措施输出方面的保护措施系统的保护措施变频器的选型通常由变频器主电路或作逆变元件给异步电动机提供调压调频电源。

此电源输出的电压或电流及频率，由控制回路的控制指令进行控制。

而控制指令则根据外部的运转指令进行运算获得。

对于需要更精密速度或快速响应的场合，运算还应包含由变频器主电路和传动系统检测出来的信号和保护电路信号，即防止因变频器主电路的过电压过电流引起的损失外，还应保护异步电动机及传动系统等。

根据系统要求选用三菱型号变频器，功率为。

控制特性控制方式柔性控制输出频率范围至频率设定分辨率模拟输入端子输入位至数字输入频率精度模拟量输入时最大输出频率的以内，数字量输入时设定输入频率的以内电压频率特性基地频率频率可在至以内任意设定启动转矩时转矩提升手动转矩提升加减速时间设定至秒，可选择直线型或型加减速直流制动动作频率至，动作时间至，电压至可变失速防止动作水平可设定动作电流至可变，可选择是否用这种功能图变频器控制特性表格电动机的选型。

水泵电机多采用三相异步电动机，而其转速公式为式中表示电源频率，表示电动机极对数，表示转差率。

从上式可知，三相异步电动机的调速方法有改变电源频率改变电机极对数改变转差率。

改变电机极对数调速的调控方式控制简单，投资省，节能效果显著，效率高，但需要使用专门的变极电机有级调速，而且级差比较大，即在变速时转速变化率转矩变化也大，因此此类调速只适用于特定转速的生产机器。

根据公式可知，当转差率变化不大时，异步电动机的转速基本上与电源频率成正比。

连续调节电源频率，就可以平滑地改变电动机的转速。

但是，单地调节电源频率，将导致电机运行性能恶化所选电动机与其参数如下电动机各个指标各指标的参数值型号额定功率额定电压满载时定子电流转速效率功率因素启动电流额定电流起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩转动惯量重量控制参数整定在供水系统的设计中，选用了含调节的来实现闭环控制保证供水系统中的压力恒定。

在连续控制系统中，常采用比例积分微分控制方式，称之为控制。

控制是连续控制系统中技术最成熟应用最广泛的控制方式。

具有理论成熟。

按下手动启动变频器。

当系统压力不够需要增加泵时，按下按钮，此时切断电机变频，同时启动电机工频运行，再起动下台电机。

为了变频向工频切换时保护变频器免于受到工频电压的反向冲击，在切换时，用时间继电器作了时间延迟，当压力过大时，可以手动按下按钮，切断工频运行的电机，同时启动电机变频运行。

可根据需要，停按不同电机对应的启停按钮，可以依次实现手动启动和手动停止三台水泵该方式仅供自动故障时使用自动运行由分别控制台电机工频和变频继电器，在条件成立时，进行增泵升压和减泵降压控制升压控制系统工作时，每台水泵处于三种状态之，即工频电网拖动状态变频器拖动调速状态和停止状普拉函数的结点值的代数方程组或常微分方程组。

此方程组称为有限元求解方程，并表示成规范化的矩阵形式。

接着用数值方法求解此方程，从而得到问题的解答。

从有限元法的上述要点可以得到有限元法的几个优点对于复杂几何构形具有很强的适应性，由于单元在空间可以是维二维或三维的，而且每种单元可以有不同的形状，同时各种单元之间可以采用不同的联结方式，因此工程中遇到的非常复杂的结构或构造都可能离散为由单元组合体表示的有限元模型对于各种物理问题的可应用性，由于用单元内近似函数分片地表示全求解域的未知场函数，并未限制场函数所满足的方程形式，也未限制各个单元所对应的方程必须是相同的形式，所以适用于各种物理问题的分析建立于严格理论基础上的可靠性，因为用于建立有限元方程的变分原理或加权余量法在数学上已证明是微分方程和边界条件的等效积分形式。

只要原问题的数学模型是正确的，同时用来求解有限元方程的算法是稳定可靠的，则随着单元数目的增加，即单元尺寸的缩小，或者随着单元自由度数目的增加及插值函数阶次的提高，有限元解的近似程度将不断地被改进。

如果单元是满足收敛准则的，则近似解最后收敛于原数学模型的精确解适合计算机实现的高效性，由于有限元分析的各个步骤可以表达成规范化的矩阵形式，最后导致求解方程可以统为标准的矩阵代数问题，特别适合计算机的编程和执行。

随着计算机软硬件技术的高速发展，以及新的数值计算方法的不断出现，大型复杂问题的有限元分析已成为工程技术领域的常规工作。

有限元计算的步骤主要有以下三个步骤前处理，求解，后处理。

前处理包括产生个有限元模型的几何体的全过程，输入物理特性，描述边界条件和载荷，以及检查模型。

求解过程在的模型求解模块中进行，或在个外部有限元分析程序中进行。

求解能够解答线性和非线性的，静态的，动态的，屈曲，热传导和势位能分析问题。

至于其它类型的分析，有限元模型信息对于个外部有限元求解问题可写成所要求的格式，如等。

后处理包括描绘出偏移和应布尔运算来组合数据集，从而雕塑出个实体模型。

程序提供了完整的布尔运算，诸如相加相减相交分割粘结和重叠。

在创建复杂实体模型时，对线面体基元的布尔操作能减少相当可观的建模工作量。

程序还提供了拖拉延伸旋转移动延伸和拷贝实体模型图元的功能。

附加的功能还包括圆弧构造切线构造通过拖拉与旋转生成面和体线与面的自动相交运算自动倒角生成用于网格划分的硬点的建立移动拷贝和删除。

自底向上进行实体建模时，用户从最低级的图元向上构造模型，即用户首先定义关键点，然后依次是相关的线面体。

网格划分程序提供了使用便捷高质量的对模型进行网格划分的功能。

包括四种网格划分方法延伸划分映像划分自由划分和自适应划分。

延伸网格划分可将个二维网格延伸成个三维网格。

映像网格划分允许用户将几何模型分解成简单的几部分，然后选择合适的单元属性和网格控制，生成映像网格。

程序的自由网格划分器功能是十分强大的，可对复杂模型直接划分，避免了用户对各个部分分别划分然后进行组装时各部分网格不匹配带来的麻烦。

自适应网格划态系统开始工作时，供水管道内水压力为零，在控制系统作用下，变频器开始运行，第台水泵，启动且转速逐渐升高，当输出压力达到设定值，其供水量与用水量相平衡时，转速才稳定到定值，这期间处在调速运行状态当用水量增加水压减小时，通过压力闭环调节水泵按设定速率加速到另个稳定转速反之用水量减少水压增加时，水泵按设定的速率减速到新的稳定转速当用水量继续增加，变频器输出频率增加至工频时，水压仍低于设定值，由控制切换至工频电网后恒速运行同时，使第二台水泵投入变频器并变速运行，系统恢复对水压的闭环调节，直到水压达到设定值为止。

如果用水量继续增加，每当加速运行的变频器输出频率达到工频时，将继续发生如上转换，并有新的水泵投人并联运行当最后台水泵投人运行，变频器输出频率达到工频，压力仍未达到设定值时，控制系统就会发出故障报警降压控制当用水量下降水压升高，变频器输出频率降至起动频率时，水压仍高于设定值，系统将工频运行时间最长的台水泵关掉，恢复对水压的闭环调节，使压力重新达到设定值当用水量继续下降，每当减速运行的变频器输出频率降至起动频率时，将继续发生如上转换，直到剩下最后台变频泵运行为止。

参考文献廖常初编程及应用北京机械工业出版社，吴忠智，吴加林。

变频器应用手册北京机械工业出版社，韩安荣通用变频器及其应用北京机械工业出版社，李华变频调速技术在供水系统中的应用电气传动自动化陈伯时电力拖动自动控制系统北京机械工业出版社，岳庆来变频器可编程序控制器及触摸屏综合应用技术北京机械工业出版社龙章眷与变频器在自动恒压供水设备中的应用科技信息，。

致谢本论文是在导师吴学娟的悉心指导下完成的。

导师渊博的学识，优秀的师德，深厚的学术造诣和严谨的治学态度使我受益匪浅。

在整个论文工作中，导师给了我全方位的精心指导开始时论文很不成功，论文里的供水方案图出现严重，老师给出分析与解决办法。

后面的仿真过程中数学模型使用不当，使效果与实际相违甚大，但经吴老师的指出都依次解决，使我得以顺利完成论文工作。

在论文工作中，吴老师为我提供了大量的研究资料，并给予了精心指导，从开题到实验研究到论文撰写，提出了很多非常好的意见和建议。

我能顺利完成学业及论文的撰写，与吴老师的关心支持和帮助是分不开的。

在此，向支持与帮助我的同学和在这段时间内教导我的老师表示最算法简单，控制效果好，易于为人们熟悉和掌握等优点。

本系统是个单闭环系统，结构框图如图所示。

图恒压供水系统结构框图泵供水系统的结构泵供水系统的基本结构如图所示。

水压传感器检测的泵出口水压与给定值比较产生偏差信号，经控制器调节后产生相应控制信号控制变频器的频率。

变频器控制电机转速，使水压值位于泵供水系统给定值的允许误差范围内。

泵供水系统各环节的传递函数变频器的传递函数在工程实践中可设定为个小惯性环节，变频器环节可用以下传递函数描述。

式中为变频器输出角频率为变频器的输入电压，分别为，的拉普拉斯变换为复变量为常数，般为几十至几百为比例系数，。

异步电机的传递函数可以描述为式中为转子角速度为的拉