JPS60687B2 - ずい道の水位調整方法 - Google Patents
ずい道の水位調整方法Info
- Publication number
- JPS60687B2 JPS60687B2 JP13998575A JP13998575A JPS60687B2 JP S60687 B2 JPS60687 B2 JP S60687B2 JP 13998575 A JP13998575 A JP 13998575A JP 13998575 A JP13998575 A JP 13998575A JP S60687 B2 JPS60687 B2 JP S60687B2
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- Japan
- Prior art keywords
- water level
- amount
- flow rate
- tunnel
- water
- Prior art date
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- Barrages (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は上下水道設備におけるずし、道吐出槽の水位を
制御するずし、道の水位調整方法に関する。
制御するずし、道の水位調整方法に関する。
従来上下水道設備におけるずし、道の水位制御は吐出槽
の水位をアナログ調節計に入力し、予め設定された目標
水位との偏差よりＰｍ演算（Ｄ動作は無い場合もある。
）を行ないずし、道への流入量を制御する流入弁の開度
を制御するようにしている。ところが、かかる水位制御
では吐出槽水位による貯水表面積の変化につまり貯水量
と水位の間の非線形要素および流入弁開度と流入量の間
の非線形要素等が考慮されず、したがってその制御定数
はこれらの非線形要素が最悪の場合でも系が安定である
よう制御されていた。
の水位をアナログ調節計に入力し、予め設定された目標
水位との偏差よりＰｍ演算（Ｄ動作は無い場合もある。
）を行ないずし、道への流入量を制御する流入弁の開度
を制御するようにしている。ところが、かかる水位制御
では吐出槽水位による貯水表面積の変化につまり貯水量
と水位の間の非線形要素および流入弁開度と流入量の間
の非線形要素等が考慮されず、したがってその制御定数
はこれらの非線形要素が最悪の場合でも系が安定である
よう制御されていた。
このため系の反応はかなり遅くなりすし、道の吐出槽の
容積が小さい場合又はずし、道がかなり長く導水時間遅
れが長い場合には制御不可能になることがあった。従っ
て、このように制御不可能の場合には人間が吐出塁の変
化を予想して流入弁の関度を調整するなどしており安定
した制御ができなかった。また電子計算機を使用した場
合にも前記ＰＩＤ調整計内部で行なっている演算を計算
機内部で行なうだけであり上述と同様の欠点は依然とし
てあった。
容積が小さい場合又はずし、道がかなり長く導水時間遅
れが長い場合には制御不可能になることがあった。従っ
て、このように制御不可能の場合には人間が吐出塁の変
化を予想して流入弁の関度を調整するなどしており安定
した制御ができなかった。また電子計算機を使用した場
合にも前記ＰＩＤ調整計内部で行なっている演算を計算
機内部で行なうだけであり上述と同様の欠点は依然とし
てあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、すし、道吐
出槽の水位制御を応答よく且つ安定して行なうことがで
きるずい道の水位調整方法を提供することを目的とする
。
出槽の水位制御を応答よく且つ安定して行なうことがで
きるずい道の水位調整方法を提供することを目的とする
。
以下、本発明の一実施例を第１図ａ，ｂ乃至第４図に従
い説明する。
い説明する。
即ち、第１図ａにおいて、１はずし・道で、このずい道
１はその断面を同図ｂに示すよう馬蹄形にしている。ま
たずし、道１には吐出槽２が設けられている。３は前記
ずし、道１への流入量を制御する流量調整弁で、この流
量調整弁３は後述の演算制御装置６により制御される駆
動モータ４によってその弁開度が制御される。
１はその断面を同図ｂに示すよう馬蹄形にしている。ま
たずし、道１には吐出槽２が設けられている。３は前記
ずし、道１への流入量を制御する流量調整弁で、この流
量調整弁３は後述の演算制御装置６により制御される駆
動モータ４によってその弁開度が制御される。
５は前記吐出槽２内の現在水位を測定するための水位計
でこの水位計５の出力は後述の演算制御装置６に入力さ
れる。ここで前記吐出槽２内の水位は上限水位をＨＷＬ
、下限水位をＬＷＬおよび目標水位をＬｓｐで示してい
る。一方、６は前記水位計５の出力が与えられる演算制
御装置で、この演算制御装置６は予め第２図の如き吐出
槽水位Ｌと吐出槽内貯蔵水量Ｖの関係を表わす曲線、第
３図の如き流量調節弁関度０と流入量Ｆの関係を表わす
特性曲線および第４図の如きずし・道流入量Ｆとずし、
道導水遅れ時間ｔの関係を表わす曲線を夫々高次関数又
は折線近似として記憶しておき、これらの曲線と後述の
演算により流量調節弁３の開度修正量を求め、前後駆動
モータ４にその修正量を出力するようにしている。
でこの水位計５の出力は後述の演算制御装置６に入力さ
れる。ここで前記吐出槽２内の水位は上限水位をＨＷＬ
、下限水位をＬＷＬおよび目標水位をＬｓｐで示してい
る。一方、６は前記水位計５の出力が与えられる演算制
御装置で、この演算制御装置６は予め第２図の如き吐出
槽水位Ｌと吐出槽内貯蔵水量Ｖの関係を表わす曲線、第
３図の如き流量調節弁関度０と流入量Ｆの関係を表わす
特性曲線および第４図の如きずし・道流入量Ｆとずし、
道導水遅れ時間ｔの関係を表わす曲線を夫々高次関数又
は折線近似として記憶しておき、これらの曲線と後述の
演算により流量調節弁３の開度修正量を求め、前後駆動
モータ４にその修正量を出力するようにしている。
つまり、この場合の演算制御装置６は吐出槽２の現在水
位をＬｐｖとしたとき第２図の曲線より現在貯水量Ｖｐ
ｖを求め、一方予め記憶されている吐出槽２の目標水位
Ｌｓｐより同機に第２図の曲線から目標貯水量Ｖｓｐを
求める。そして、これらＶｐｖ、Ｖｓｐによる貯水量偏
差より下式からずし、道流入量の修正量△Ｆを求める。
△Ｆ＝Ｋ｛（ｅｎ−ｅｎ‐・）＋Ｔ台ｎ＋字〈ｅｎ−肌
，十ｅｎ‐２）｝，．．，．ｅｎ：貯水量偏差（＝Ｖｓ
ｐ−Ｖｐｖ）ｅｎ‐，：同上の前回制御周期時の値 ｅｎ‐２：同上の前々回制御周期時の値 ７：制御周期 Ｋ：比例定数 ＴＩ：積分時間 ＴＤ：微分時間 ここで、一般にすし、道内の流速はマニングの公式およ
びバザーンの公式等から求められるが、上述した第１図
ｂに示すような馬蹄形のずし、道ではずし・道内流量Ｆ
とずし、道内導水遅れ時間ｔの関係が第４図の如き曲線
になることから流入量Ｆが変化した場合導水遅れ時間ｔ
が変化することになり水位制御系の無駄時間が変化する
ため｛１’式における比例定数Ｋを下式により修正する
。
位をＬｐｖとしたとき第２図の曲線より現在貯水量Ｖｐ
ｖを求め、一方予め記憶されている吐出槽２の目標水位
Ｌｓｐより同機に第２図の曲線から目標貯水量Ｖｓｐを
求める。そして、これらＶｐｖ、Ｖｓｐによる貯水量偏
差より下式からずし、道流入量の修正量△Ｆを求める。
△Ｆ＝Ｋ｛（ｅｎ−ｅｎ‐・）＋Ｔ台ｎ＋字〈ｅｎ−肌
，十ｅｎ‐２）｝，．．，．ｅｎ：貯水量偏差（＝Ｖｓ
ｐ−Ｖｐｖ）ｅｎ‐，：同上の前回制御周期時の値 ｅｎ‐２：同上の前々回制御周期時の値 ７：制御周期 Ｋ：比例定数 ＴＩ：積分時間 ＴＤ：微分時間 ここで、一般にすし、道内の流速はマニングの公式およ
びバザーンの公式等から求められるが、上述した第１図
ｂに示すような馬蹄形のずし、道ではずし・道内流量Ｆ
とずし、道内導水遅れ時間ｔの関係が第４図の如き曲線
になることから流入量Ｆが変化した場合導水遅れ時間ｔ
が変化することになり水位制御系の無駄時間が変化する
ため｛１’式における比例定数Ｋを下式により修正する
。
Ｋ＝ｆ（ｔ） ……■
ｔ：ずし、道内導水遅れ時間
ｆ（ｔ）：一般に単調減少関数
次いで‘１’式で求めたずし、道流入量の修正量△Ｆよ
り第３図の特性曲線から流量調節弁開度修正量△めを求
めるが、まず現在流量調節関度でｐｖより第３図の曲線
から現在流入量Ｆｐｖを求め、上記修正量△Ｆを用いて
Ｆｐｖ＋△Ｆを演算し、この流入量Ｆｐｖ十△Ｆのとき
流量調節弁関度◇を同様に第３図の曲線から求め、最後
に下式から流量調節弁開度修正量△０を求める。
り第３図の特性曲線から流量調節弁開度修正量△めを求
めるが、まず現在流量調節関度でｐｖより第３図の曲線
から現在流入量Ｆｐｖを求め、上記修正量△Ｆを用いて
Ｆｐｖ＋△Ｆを演算し、この流入量Ｆｐｖ十△Ｆのとき
流量調節弁関度◇を同様に第３図の曲線から求め、最後
に下式から流量調節弁開度修正量△０を求める。
△少＝○ＰＶ−中 ……｛３｝そして
｛３’式より求められた流量調節弁開度修正量△めを前
記駆動モー夕４に出力し、流量調節弁３の弁開度を制御
するようにしている。
｛３’式より求められた流量調節弁開度修正量△めを前
記駆動モー夕４に出力し、流量調節弁３の弁開度を制御
するようにしている。
次に以上のように構成した本発明の作用を述べると、い
まずし、道１の吐出槽２の現在水位をＬｐｖとすると、
この水位Ｌｐｖが水位計５の出力として演算制御装置６
に与えられる。
まずし、道１の吐出槽２の現在水位をＬｐｖとすると、
この水位Ｌｐｖが水位計５の出力として演算制御装置６
に与えられる。
すると演算制御装置６にて現在水位Ｌｐｖから第２図の
曲線より現在貯水量Ｖｐｖが求められ、次いで予め記憶
されている目標水位Ｌｓｐから第２図の曲線より目標貯
水量Ｖｓｐが求められ、これらＶｐｖ、Ｖｓｐによる貯
水量偏差から（１｝式よりずし、道流入量の修正量△Ｆ
が求められる。この場合前記ずし、道１はその断面を第
１図ｂに示すよう馬蹄形にしており、ずし、道１内の流
量Ｆとずし、道１内導水遅れ時間ｔの関係が第４図のよ
うになることから｛１ー式における比例定数Ｋが（２｝
式により修正される。
曲線より現在貯水量Ｖｐｖが求められ、次いで予め記憶
されている目標水位Ｌｓｐから第２図の曲線より目標貯
水量Ｖｓｐが求められ、これらＶｐｖ、Ｖｓｐによる貯
水量偏差から（１｝式よりずし、道流入量の修正量△Ｆ
が求められる。この場合前記ずし、道１はその断面を第
１図ｂに示すよう馬蹄形にしており、ずし、道１内の流
量Ｆとずし、道１内導水遅れ時間ｔの関係が第４図のよ
うになることから｛１ー式における比例定数Ｋが（２｝
式により修正される。
そして、｛１）式より求められた修正量△Ｆから第３図
の特性曲線より流量調節弁３の開度修正量△◇が求めら
れるが、まず現在流量調節弁開度◇ｐｖより第３図の曲
線から現在流入量Ｆｐｖが求められ、上記修正量△Ｆを
用いてＦｐｖ＋△Ｆが演算され、次いでこの流入量Ｆｐ
ｖ＋△Ｆより第３図の曲線から流量調節弁開度０が求め
られ最後に制式から流量調節弁閥度修正量△中が求めら
れる。
の特性曲線より流量調節弁３の開度修正量△◇が求めら
れるが、まず現在流量調節弁開度◇ｐｖより第３図の曲
線から現在流入量Ｆｐｖが求められ、上記修正量△Ｆを
用いてＦｐｖ＋△Ｆが演算され、次いでこの流入量Ｆｐ
ｖ＋△Ｆより第３図の曲線から流量調節弁開度０が求め
られ最後に制式から流量調節弁閥度修正量△中が求めら
れる。
従ってこの修正量△０‘こ応じた出力が演算制御装置６
により駆動モータ４に与えられ流量調整弁３の弁開度が
制御され、これにより吐出槽２の水位は予め設定される
目標水位Ｌｓｐに向け制御されることになる。しかして
、かような構成によると、制御の基本計算は【１）式に
より貯水量偏差のみを使って計算しており任意の目標水
位に対し制御定数の調整をすることがないので応答のよ
い制御を行なうことができる。
により駆動モータ４に与えられ流量調整弁３の弁開度が
制御され、これにより吐出槽２の水位は予め設定される
目標水位Ｌｓｐに向け制御されることになる。しかして
、かような構成によると、制御の基本計算は【１）式に
より貯水量偏差のみを使って計算しており任意の目標水
位に対し制御定数の調整をすることがないので応答のよ
い制御を行なうことができる。
またずし、道内流量による導水遅れ時間の変化を予め考
慮して制御式のゲインを自動調整していることにより任
意の流入量に対し制御定数の調整を行なうことなく応答
のよい制御を行なうことができる。更に流入量修正量を
流量調節弁関度修正量に変換する際弁の特性曲線を利用
しているので任意の弁関度において応答のよい制御を行
なうことができる。従って全ての条件のもとで同一特性
の最も応答のよい所謂適応制御をもってずし、道吐出槽
の水位制御を安定して行なうことができる。尚、上述の
実施例における【１｝式は一般のＤＤＣ用制御計算を基
本としているが、本発明は貯水量偏差を使用して制御計
算を行なっていることが特徴であり、他の種々の制御計
算式を【１）式の代わりに使用する場合でも水位偏差の
代わりに貯水量偏差を使用することにより同様の効果を
あげることができる。
慮して制御式のゲインを自動調整していることにより任
意の流入量に対し制御定数の調整を行なうことなく応答
のよい制御を行なうことができる。更に流入量修正量を
流量調節弁関度修正量に変換する際弁の特性曲線を利用
しているので任意の弁関度において応答のよい制御を行
なうことができる。従って全ての条件のもとで同一特性
の最も応答のよい所謂適応制御をもってずし、道吐出槽
の水位制御を安定して行なうことができる。尚、上述の
実施例における【１｝式は一般のＤＤＣ用制御計算を基
本としているが、本発明は貯水量偏差を使用して制御計
算を行なっていることが特徴であり、他の種々の制御計
算式を【１）式の代わりに使用する場合でも水位偏差の
代わりに貯水量偏差を使用することにより同様の効果を
あげることができる。
また、ずし、道内導水遅れ時間により制御計算式のゲイ
ンを自動修正していること、および流入量修正量と流量
調節弁の特性を考慮して弁開度修正量を得る等の特徴を
備えているが、これらのうちのいくつかのみを利用する
場合でも従来技術に比してかなりの効果を期待すること
もできる。更に上述した実施例では演算制御装置を使用
しているが、一般の関数発生器およびアナログ調整計等
を組合せて本装贋を構成することも可能である。更に又
、上述した実施例では簡単のためテレメータ／テレコン
トロール装置を設けていないが、ずし、道流量調節弁と
吐出槽の場所が離れている場合には当然テレメータノテ
レコントロール装置を使用して構成されることになる。
ンを自動修正していること、および流入量修正量と流量
調節弁の特性を考慮して弁開度修正量を得る等の特徴を
備えているが、これらのうちのいくつかのみを利用する
場合でも従来技術に比してかなりの効果を期待すること
もできる。更に上述した実施例では演算制御装置を使用
しているが、一般の関数発生器およびアナログ調整計等
を組合せて本装贋を構成することも可能である。更に又
、上述した実施例では簡単のためテレメータ／テレコン
トロール装置を設けていないが、ずし、道流量調節弁と
吐出槽の場所が離れている場合には当然テレメータノテ
レコントロール装置を使用して構成されることになる。
その他本発明は上記し且つ図面に示す実施例にのみ限定
されず要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施し得る
ことは勿論である。
されず要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施し得る
ことは勿論である。
第１図ａ，ｂは本発明によろずい道の水位調整方法の一
実施例を示し第１図ａは本方法を実施する装置の構成図
、第１図ｂは第１図ａのＸ−Ｘ′面におけるずし、道の
断面図、第２図乃至第４図は同実施例に適用される演算
制御装置の記憶曲線を示し、第２図は吐出槽水位Ｌと吐
出槽内貯水量Ｖの関係を表す曲線図、第３図は流量調節
弁開度０と流入量Ｆの関係を表す曲線図、第４図は流入
量Ｆとずし、道導水遅れ時間ｔの関係を表す曲線図であ
る。 １・・・・・・ずし、道、２・・・・・・吐出槽、３・
・・・・‘流量調節弁、４・・・・・・モータ、５・・
…・水位計、６・・・・・・演算制御装置。 メナＭ メク＠ メゾ■ メク蛾
実施例を示し第１図ａは本方法を実施する装置の構成図
、第１図ｂは第１図ａのＸ−Ｘ′面におけるずし、道の
断面図、第２図乃至第４図は同実施例に適用される演算
制御装置の記憶曲線を示し、第２図は吐出槽水位Ｌと吐
出槽内貯水量Ｖの関係を表す曲線図、第３図は流量調節
弁開度０と流入量Ｆの関係を表す曲線図、第４図は流入
量Ｆとずし、道導水遅れ時間ｔの関係を表す曲線図であ
る。 １・・・・・・ずし、道、２・・・・・・吐出槽、３・
・・・・‘流量調節弁、４・・・・・・モータ、５・・
…・水位計、６・・・・・・演算制御装置。 メナＭ メク＠ メゾ■ メク蛾
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ずい道流量調整弁を操作することによりずい道吐出
槽の水位を調整する方法において、あらかじめ吐出槽水
位と吐出槽内貯水量の関係を表わす第１の曲線、ずい道
流入量調節弁開度とずい道流入量の関係を表わす第２の
曲線、ずい道流入量とずい道導水遅れ時間の関係を表わ
す第３の曲線およびずい道流入量の修正量ΔＦを求める
演算式ΔＦ＝Ｋ｛（ｅｎ−ｅｎ＿−＿１）＋τ／（Τ＿
Ｉ）ｅｎ＋（ΤＤ）／τ（ｅｎ−２ｅｎ＿−＿１＋ｅｎ
＿−＿２）｝但しｅｎ：貯水量偏差 ｅｎ＿−＿１：同上の前回制御周期時の値ｅｎ＿−＿２
：同上の前々回制御周期時の値τ：制御周期Ｋ：比例定
数 Τ＿Ｉ：積分時間 Ｔ＿Ｄ：微分時間 を知り、前記吐出槽の現在水位と目標水位から第１の曲
線を用い貯水量偏差を求め、これを上式に用いるととも
にずい道内流量による導水遅れ時間の変化を第３の曲線
より考慮して上式の比例定数を調整しつつずい道流入量
の修正量ΔＦを演算し、この修正量ΔＦと前記流量調節
弁の現在開度から前記第２の曲線を用い前記流量調節弁
の弁開度を制御するようにしたずい道の水位調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13998575A JPS60687B2 (ja) | 1975-11-21 | 1975-11-21 | ずい道の水位調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13998575A JPS60687B2 (ja) | 1975-11-21 | 1975-11-21 | ずい道の水位調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5264145A JPS5264145A (en) | 1977-05-27 |
| JPS60687B2 true JPS60687B2 (ja) | 1985-01-09 |
Family
ID=15258246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13998575A Expired JPS60687B2 (ja) | 1975-11-21 | 1975-11-21 | ずい道の水位調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60687B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57134045A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-19 | Toyota Motor Corp | Lubricating structure for differential-locking device |
-
1975
- 1975-11-21 JP JP13998575A patent/JPS60687B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5264145A (en) | 1977-05-27 |
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