（控制理论与控制工程专业论文）明渠引排水系统的控制与优化.pdf

， 一 ；，；，。气卜，蕊?， p h d d i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt os h a n g h a ij i a ot o n gu n i v e r s i t y c o n t r o la n do p t i m i z a t i o no f s y s t e m s d e p a r t m e n t ：d e p t o f a u t o m a t i o n m a j o r ： c o n t r o lt h e o r ya n dc o n t r o le n g i n e e r i n g c a n d i d a t e ： a d v i s o r ： c e nl i h u i p r o f x iy u g e n g s h a n g h a ij i a ot o n gu n i v e r s i t y d e c e m b e r , 2 0 0 9 舢o 4眦06 舢3舢8iii-m y 镌 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 瘩硼 日期：卅年，2 月弓fe l 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密囱。 ( 请在以上方框内打“ ) 学位论文作者签名：出丽碍 日期：叼年，2 月；1 日 昵 伸 卵 垆 ，砺7月 名 年 签 勿 币 师 加 教 ： 导 期 匕日丁_ r 指 日 上海交通大学博士学位论文答辩决议书 所在 姓名 岑丽辉学号0 0 4 0 3 2 2 0 1 9控制理论与控制工程 学科， 指导教帅 胍裕j 犬 答辩 2 0 0 9 1 2 一l l 答辩 上海交通大学闵行校区电信群楼2 号楼4 0 6 u 期 地点 沦文题f 1 明渠引排水系统的控制与优化 投票表决结果：乡多，( 同意票数实到委员数心到委员数)答辩结论：d 通过口未通过 坪浯和决议： 岑丽辉的博十论文用系统和控制的方法研究了明渠水系统的控制与优化问题，论文选题具有 前沿性，研究具有重要的学术意义和席腭价值。 论文针对两种类型的明渠水系统开展了深入研究。对丁- 渠道引水系统，论文刖l y a p u n o v 方法 殴计了矩形截面渠道的边界反馈控制律，给l u 了保证系统渐近稳定的参数选择范同：通过转化为 r i e m a n n 不变系统和边界条件线性化，设计了任意截面渠道的边界反馈控制律，给出了参数取值 范围的估计；在导出保证系统渐近稳定的线性化边界条件基础上，给出了晕形网络明渠系统的边 界反馈控制设计方法及参数计算和选择方法。对丁人规模城市排水系统，论文针对溢流控制问题 建立了排水管网的模型，定义了溢流优化问题，役计了带有集结策略的预测控制米降低住线计算 量和减少扰动不确定性的影响，针对泵站。肖能优化问题，建立了网络的稳态流模砸，提出了基于 复杂网络社团分割方法的分解协调算法，并进行了仿真分析。论文的研究i 】：作取得了具有创新性 的成果。 论文条理清晰，分析合理，图表规范，结论可信，己达到了博士学位论文的要求，表明岑丽 辉已具有坚实宽“的理论基础和系统深入的专门知识，+ 有较强的独立从事科学研究的能力。在答 辩中表述清楚，同答问题正确! 经答辩委员会讨论并无记名投票，一致通过其荨士学位论文答辩， 建议授予岑丽辉j 1 ：学博十学位。 加罗年，2 月，1 日 职务姓名 职称 单位 签名 上席 王行愚教授华东理工大学 彤7 免 答 委员邪世磐教授东华大丫： 名了娃 辩 委 委员 李少远教授 上海交通大学 荸夕3 t 员 莲 厶 委员 杨根科 教授 一t - 海交通大学专撇 百 成 l 委员 王景成教授 上海交通大学 么 貅 贝 ， 签 委员 名 委员 秘 ； 李德伟讲师上海交通大学锄 l ? | h 摘要 明渠引排水系统的控制与优化 摘要 明渠引水系统和城市排水系统是明渠水系的两类重要系统。明渠引水系统对 农业灌溉、跨流域调水和河道航运有着深远意义，研究明渠引水系统的边界控制 问题，保证渠道蓄水水位的稳定性能够有效提高渠道系统的用水效率，实现适时、 适量供水，避免水资源的浪费。然而，明渠引水系统不仅结构复杂、而且还存在 着诸如降雨、用户用水变化等各种干扰，这些外部不确定因素都会对渠道的稳定 运行产生重大影响。如何设计有效的边界控制方案保证蓄水水位的稳定，成为解 决明渠引水系统用水效率问题的关键。城市排水系统是经济社会发展中不可缺少 的部分，研究城市排水系统的溢流对于减少污水溢流造成的环境污染、保护水资 源环境意义重大；而研究城市排水系统中的泵站节能问题，则对于降低系统运行 成本，实现节能降耗具有重要意义。由于渠道中水流动态特性呈现强非线性、延 时长的特点，难以用传统控制方法得到理想的控制效果。因此，研究明渠水系中 引、排水系统的控制和优化问题在理论上和实践中都受到了广泛关注。 明渠非恒定流动力学模型由s a i n t v e n a n t 方程描述。对于明渠引水系统，本 论文从s a i n t v e n a n t 方程出发，围绕其边界反馈控制问题展开研究，采用l y a p u n o v 方法和r i e m a n n 不变方法重点研究了三种拓扑结构的明渠系统：单渠道、串级多 渠道和星形网络明渠系统，提出了其边界反馈控制问题的统一设计思路，给出了 保证闭环系统渐近稳定的边界反馈控制律形式和参数选择方法。对于大规模城市 排水系统，基于预测控制和大系统理论解决了其溢流控制与节能优化问题。主要 内容和研究成果包括以下五个方面： 针对具有矩形截面两渠道构成的串级网络系统，设计了带待定参数的非 线性控制律，利用加权l y a p u n o v 函数，给出保证系统渐近稳定的的参数 选择方法，以及边界反馈控制的形式。然后将此思想推广到渠道串级 网络，对l y a p u n o v 函数中的加权系数和控制律中待定参数进行独立设 计，获得渠道网络的边界反馈控制律。 对具有任意截面形状的水平单渠道系统，通过将由s a i n t v e n a n t 方程描 述的原系统转化为等价的r i e m a n n 不变系统，提出了边界条件线性化或 二次线性化，设计了任意截面形状单渠道的边界反馈控制，其特点是该 i 1 0 q 、 上海交通大学博士学位论文 边界反馈控制律是边界处水位高度的初等函数，且实现容易。随后，将 单渠道边界反馈控制的设计思想推广到多段渠道串级网络，获得保证系 统渐近稳定的边界反馈控制设计，并且给出了边界反馈控制律中参数取 值范围的估计。 研究了星形网络明渠系统的边界反馈控制问题。给出星形网络明渠系统 的一个渐近稳定性定理，根据该定理，并且结合单多渠道串级系统边界 反馈控制设计的思想，提出了保证星形系统渐近稳定的线性化的边界条 件，实现了星形网络系统的边界反馈控制设计，其优点仍然是仅需要测 量边界处的水位高度作为反馈量。最后，对稳定性定理和边界条件中的 参数给出了计算方法和取值范围。 针对大规模城市排水系统的溢流控制问题，引入排水系统中各元件的模 型，利用元件模型建立排水管网的网络模型，并定义溢流优化问题。为 了保证较快的获得最优解，设计了基于离散极大值原理的梯度求解算法， 采用分段集结策略的预测控制来降低在线计算量和抵抗降雨一径流不确 定性对系统溢流量的影响。通过对一个大规模城市排水系统的仿真结果， 说明了该集结预测控制算法不仅能大大降低计算复杂性，而且对降雨一 径流不确定性具有较强的鲁棒性。 研究了大规模排水系统中泵站节能优化问题。建立大规模排水管网的稳 态流模型并给出泵站节能优化问题描述，针对大规模排水网络结构的复 杂性，提出了基于复杂网络社团分割方法的分解协调算法，并设计了两 层递阶优化结构，仿真结果表明了该算法对解决大规模问题的有效性， 为大规模城市排水管网的节能优化问题提供了一种新的解决思路。 关键词：明渠，s a i n t - v e n a n t 方程，l y a p u n o v 方法，r i e m a n n 不变，边界反馈控 制，渐近稳定性，预测控制，分解协调 i i a b s t r a c t c o n t r o la n do p t i m i z a t i o no f o p e n w a t e r s y s t e m s a b s t r a c t o p e nd i v e r s i o nc a n a la n du r b a ns e w e rn e t w o r ka l et w oi m p o r t a n ts y s t e m so fo p e nw a t e r s y s t e m s o p e nd i v e r s i o nc a n a ls y s t e m sp l a y sas i g n i f i c a n tr o l ei nt h ei r r i g a t i o n ，i n t e r b a s i nw a t e r t r a n s f e ra n dr i v e rn a v i g a t i o n d e v e l o p i n gb o u n d a r yc o n t r o lo fo p e nd i v e r s i o nc a n a l st ok e 印t h e w a t e rd e p t hi ne a c hc a n a lr e a c ha tas t a b l el e v e lc a ni m p r o v et h ee f f i c i e n c yf o rw a t e ru s a g e ， e n s u r i n ga p p r o p r i a t ew a t e rs u p p l yi nt i m et oa v o i dw a s t i n gw a t e r h o w e v e r , o p e nd i v e r s i o nc a n a l s n o to n l yh a v ev e r yc o m p l e xs t r u c t u r e sb u ta l s oh a v es u c hu n c e r t a i n t i e sa sr a i n f a l l sa n dv a r i a t i o n s o fu s e r s w i t h d r a w a l s ，w h i c hw i l lh a v en e g a t i v ee f f e c t so nt h es t a b l eo p e r a t i o n so fc a n a l s h o wt o d e s i g np r o p e rb o u n d a r yc o n t r o lt og u a r a n t e et h ew a t e rd e p t ht ob es t a b l eh a sb e c o m et h ek e yp o i n t u r b a ns e w e rn e t w o r ki sr e s p o n s i b l ef o ri m p r o v i n gt h es a n i t a r y - h y g i e n i cc o n d i t i o n so fac i t yw i t l l t h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n ds o c i e t y r e s e a r c ho nt h ep r o b l e mo fc o m b i n e ds e w c ro v e r f l o w s ( c s o ) t oe l i m i n a t eo rd e c r e a s ec s oi ss i g n i f i c a n tf o rp r e v e n t i n gw a t e rr e s o u r c e sf i o mp o l l u t i o n m o r e o v e r , m i n i m i z i n gt h ee l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o no f p u m p i n gs t a t i o n si nu r b a ns e w e rn e t w o r k si s t h ee f f e c t i v ew a yf o re n e r g ys a v i n g s i td e c r e a s e st h es y s t e mo p e r a t i n gc o s t s d u et ot h ep r o p e r t i e s o f s t r o n gn o n l i n e a r i t ya n dl o n gt i m ed e l a y , i ti sd i f f i c u l t yt ou s et r a d i t i o n a lc o n t r o la p p r o a c h e st o a c h i e v e9 0 0 dc o n t r o lp e r f o r m a n c e t h u st h ec o n t r o la n do p t i m i z a t i o np r o b l e m so fo p e nc a n a l sa n d u r b a ns c q t e e rn e t w o r k sh a v ea t t r a c t e dh i g ha t t e n t i o no fr e s e a r c h e r si ne n g i n e e r i n ga sw e l la si n t h e o r e t i c a lf i e l d s o p e nc h a n n e lf l o wi sw e l ld e s c r i b e db ys a i n t - v e n a n te q u a t i o n s t h i sd i s s e r t a t i o ni n v e s t i g a t e s t h eb o u n d a r yf e e d b a c kc o n t r o lo fo p e nc h a n n e l sb a s e do ns a i n t - v e n a n te q u a t i o n s b ym e a n so f l y a p u n o va p p r o a c ha n dr i e m a n ni n v a r i a n t s ，au n i f i e dd e s i g nm e t h o do fb o u n d a r yf e e d b a c k c o n t r o la r cp r o p o s e df o rt h r e et y p e so fo p e nc h a n n e l si n c l u d i n gs i n g l er e a c h ，m u l t i - r e a c ha n d s t a r - c o n f i g u r a t i o nc a n a l st og u a r a n t e et l l e i ra s y m p t o t i cs t a b i l i t y f o rl a r g e - s c a l eu r b a ns e w e r n e t w o r k s ，ap r e d i c t i v ec o n t r o la n dd e c o m p o s i t i o n - c o o r d i n a t i o na l g o r i t h m st os o l v et h ep r o b l e m s o fc s oa n dp u m pe n e l l g y c o n s u m p t i o na r ep r o p o s e d ，r e s p e c t i v e l y t h em a i nc o n t e n t s a n d c o n t r i b u t i o n so ft h i sd i s s e r t a t i o na r cs u m m a r i z e da sf o l l o w s f o ra no p e n c h a n n e ls y s t e mm a d eu po ft w or e a c h e si nc a s c a d ew i t hr e c t a n g u l a rc r o s s s e c t i o n ，t h eb o u n d a r yf e e d b a c kc o n t r o ll a w sw i t hp a r a m e t e r sa r ei n t r o d u c e d b yu s eo ft h e w e i g h t e dl y a p u n o vf u n c t i o n ，t h em e t h o df o rs e l e c t i n gt h e s ep a r a m e t e r si sp r e s e n t e dt o g u a r a n t e et h es y s t e mt ob ea s y m p t o t i c a l l ys t a b l e t h e nt h es t a b i l i z i n gb o u n d a r yf e e d b a c k c o n t r o li so b t a i n e dw i t ht h eb o u n d a r yw a t e rd e p t h sa sf e e d b a c k t h i sd e s i g nm e t h o di s g e n e r a l i z e dt om u l t i r e a c hc a n a l sc o m p o s e do fn r e a c h e si nc a s c a d e t h ew e i g h t si nt h e t 上海交通大学博十学位论文 l y a p u n o vf u n c t i o na n dt h ep a r a m e t e r si nt h ec o n t r o ll a w sa r ed e s i g n e di n d e p e n d e n t l ys o t h a tt h eb o u n d a r yf e e d b a c kc o n t r o ll a w sa r ep r o p o s e d f o rac a n a ls y s t e mc o m p o s e db yas i n g l eh o r i z o n m lr e a c hw i t ha n yc o n f i g u r a t i o nc r o s s s e c t i o n , b yi n t r o d u c i n gr i e m a n ni n v a r i a n t s ，t h eo r i g i n a ls y s t e md e s c r i b e db ys a i n t - v e n a n t e q u a t i o n si st r a n s f o r m e dt oi t sc o r r e s p o n d i n ge q u i v a l e n ts y s t e mi nt e r m so fr i e m a n n i n v a r i a n t s t h eb o u n d a r yc o n d i t i o n sa r el i n e a r i z e do rl i n e a r i z e ds e c o n d l y , b a s e do nw h i c h t h eb o u n d a r yf e e d b a c kc o n t r o li sd e r i v e d t h ea d v a n t a g eo ft h i sm e t h o dl i e si nt h a tt h e b o u n d a r yc o n d i t i o n sc o u l db ee x p r e s s e db ye l e m e n t a r yf u n c t i o n si nt h eb o u n d a r yw a t e r d e p t h s f u r t h e r m o r e ，t h ei d e ao fb o u n d a r yf e e d b a c kc o n t r o ld e s i g nf o ras i n g l er e a c hi s g e n e r a l i z e dt oo p e n - c h a n n e ls y s t e m sc o n s i s t i n go fm u l t ir e a c h e si nc a s c a d ea n dt h e s t a b i l i z i n gb o u n d a r yf e e d b a c kc o n t r o ll a w sa r ea c h i e v e d f i n a l l y , t h ep a r a m e t e r si nt h e c o n t r o ll a w sa r ee s t i m a t e d t h es t a r - c o n f i g u r a t i o nc a n a l sm e e t i n ga to n em u l t i p l en o d ea r ef u r t h e ri n v e s t i g a t e do nt h e b a s i so ft h eb o u n d a r yf e e d b a c kc o n t r o ld e s i g nf o rs i n g l er e a c ha n dm u l t i r e a c hc a n a l s a s t a b i l i t yt h e o r e mf o rs t a r - c o n f i g u r a t i o nc a n a l si sp r o p o s e d a c c o r d i n gt ot h i st h e o r e m , c o m b i n e dw i t ht h eb o u n d a r yf e e d b a c kc o n t r o ld e s i g nf o rs i n g l er e a c ha n dm u l t i - r e a c h c a n a l s ，t h eb o u n d a r yf e e d b a c kc o n t r o ll a w sa l ea c h i e v e dt h a to n l yt a k et h ew a t e rd e p t h sa t t h eg a t eb o u n d a r i e s 鸽f e e d b a c k t h ec o n t r o lp a r a m e t e r sa r ea l s oe s t i m a t e d t h ep r o b l e mo fc o m b i n e ds e w e ro v e r f l o wo fu r b a ns e w e rn e t w o r k si si n v e s t i g a t e d t h e e l e m e n tm o d e l sa r ci n t r o d u c e ds ot h a tt h en e t w o r km o d e lc a nb ee s t a b l i s h e da n dt h e o p t i m i z a t i o n f o r m i n i m i z i n go v e r f l o w sa r ef o r m u l a t e d ag r a d i e n t - b a s e ds o l u t i o n a l g o r i t h mb a s e do nt h ed i s c r e t em a x i m u mp r i n c i p l ei sd e v e l o p e d p r e d i c t i v ec o n t r o lw i t h a g g r e g a t i o ns c h e m ei sp r e s e n t e dt od e c r e a s et h ec o m p u t a t i o n a lc o m p l e x i t ya n di m p a c t so f t h eu n c e r t a i n t i e so fr a i n f a l l r u n o f f t h es i m u l a t i o nr e s u l t sf o ral a r g e - s c a l es e w e rn e t w o r k s h o wt h a tt h ea g g r e g a t i o n - b a s e dp r e d i c t i v ec o n t r o la l g o r i t h mi s v e r yp r o m i s i n gf o r r e d u c i n gt h ec o m p u t a t i o nt i m ea n dr o b u s tt ot a c k l et h eu n c e r t a i n t i e sa sw e l l i no r d e rt os o l v et h ep r o b l e mo fp u m pe n e r g yc o n s u m p t i o ni nu r b a ns e w e rn e t w o r k s ，a s t e a d y - s t a t ef l o wm o d e li se s t a b l i s h e d t h eo p t i m i z a t i o nf o r m u l a t i o no ft h ep u m pe n e r g y c o n s u m p t i o ni sc o n s t r u c t e d c o n s i d e r i n gt h es t r u c t u r a lc o m p l e x i t yo fl a r g e - s c a l es e w e r n e t w o r k s ，ad e c o m p o s i t i o n - c o o r d i n a t i o na l g o r i t h ma n dc o r r e s p o n d i n gh i e r a r c h i c a l s t r u c t u r ea r ep r o p o s e db a s e do nt h er e s u l t so fd e c o m p o s e ds u b n e t w o r k sb yu s i n gt h e n e t w o r kc o m m u n i t yd i v i s i o na p p r o a c h t h es i m u l a t i o nr e s u l t si n d i c a t et h a tt h ep r o p o s e d a l g o r i t h mi sau s e f u la p p r o a c hf o rl a r g e s c a l eu r b a ns e w e rn e t w o r k s k e yw o r d s ：o p e nc h a n n e l ，s a i n t - v e n a n te q u a t i o n s ，l y a p u n o va p p r o a c h ，r i e m a n ni n v a r i a n t ， b o u n d a r yf e e d b a c kc o n t r o l ，a s y m p t o t i cs t a b i l i t y , p r e d i c t i v ec o n t r o l ，d e c o m p o s i t i o n c o o r d i n a t i o n i v 目录 目录 摘要i a b s t r a c t h i 目录v 主要符号说明i x 第一章绪论l 1 1 弓i 言l 1 2 明渠引排水系统的发展过程2 1 2 1 明渠引水系统的发展2 1 2 2 城市排水系统的发展3 1 3 明渠引水系统的研究现状4 1 3 1 明渠引水系统渠道模型。5 1 3 2 渠道控制算法l o 1 3 3 基于s a i n t - v e n a n t 方程的边界反馈控制l l 1 4 城市排水系统的研究现状1 3 1 4 1 排水管网水力学模型1 3 1 4 2 城市排水系统的溢流优化控制1 4 1 5 论文研究内容和结构安排1 5 1 5 1 主要研究内容1 5 1 5 2 论文结构安排1 6 喇 第二章串级明渠系统基于l y a p u n o v 方法的边界反馈控制。1 9 2 1 引言1 9 2 2 两渠道串级明渠系统模型及控制问题。2 0 2 2 1 两渠道串级明渠系统模型2 0 2 2 2 边界条件2 1 2 2 3 稳态及控制问题描述2 l 2 3 两渠道明渠系统基于l y a p u n o v 方法的边界反馈控制2 2 2 3 1l y a p u n o v 函数2 2 2 3 2 偏差定义及控制律设计2 3 2 3 3 两渠道明渠系统的边界反馈控制2 7 2 4 段渠道串级系统边界反馈控制3 3 2 4 1n 段渠道串级系统模犁及控制问题3 4 2 4 2 加权l y a p u n o v 函数及控制律设计3 5 2 4 3 段渠道串级系统的边界反馈控制3 7 2 5 本章小结4 0 第三章串级明渠系统基于r ie m a n n 不变的边界反馈控制4 1 3 1 引言4 1 3 2 单渠道闭环稳定性边界反馈控制与s a i n t - v e n a n t 方程边界条件的联系4 2 v e 海交通大学博士学位论文 3 2 1 单渠道边界反馈控制问题阐述4 2 3 2 2 边界相容性条件4 4 3 2 3 单渠道系统的r i e m a n n 不变4 5 3 2 4 单渠道s a i n t - v e n a n t 方程初边值问题的r i e m a n n 不变形式4 6 3 3 单渠道系统闭环稳定的边界反馈控制4 7 3 3 1s a i n t - v e n a n t 方程初边值问题解的稳定性基本定理4 7 3 3 2 单渠道系统保证闭环稳定的边界条件线性化4 8 3 3 3 稳定性分析及边界条件二次线性化5 0 3 3 4 单渠道边界反馈控制设计5 l 3 4 单渠道系统的计算实例5 l 3 5 多渠道串级系统模型及其r i e m a n n 不变形式5 6 3 6 多渠道串级系统的边界条件。5 7 3 6 1 边界条件5 8 3 6 2 边界条件的转化5 8 3 7 多渠道串级系统闭环稳定的边界反馈控制5 9 3 7 1 多渠道串级系统边界条件线性化及稳定性分析5 9 3 7 2 参数计算6 1 3 7 3 多渠道串级系统边界反馈控制设计6 2 3 8 本章小结6 3 第四章星形明渠系统基于r i e n l a n t l 不变的边界反馈控制6 5 4 1 引言6 5 4 2 星形明渠s a i n t - v e n a n t 方程解的稳定性和边界反馈控制的关系6 5 4 2 1 星形明渠系统边界反馈控制问题阐述6 5 4 2 2 星形明渠系统的边界条件6 7 4 2 3 星形明渠系统的r i e m a n n 不变形式。6 8 4 3 星形明渠系统初边值问题解的渐近稳定性7 0 4 4 星形明渠系统闭环稳定的边界反馈控制7 3 4 4 1 星形明渠系统边界条件线性化7 3 4 4 2 参数计算及取值范围7 5 4 4 3 星形明渠系统边界反馈控制设计7 7 4 5 本章小结一7 8 第五章城市排水系统的溢流预测控制7 9 5 1 引言7 9 5 2 城市排水网络数学模型。8 0 5 2 1 元件模型8 0 5 2 2 约束8 l 5 2 3 城市排水网络模型8 l 5 3 城市排水网络的开环优化。8 3 5 3 1 目标函数8 3 5 3 2 扩展的目标函数8 3 5 3 3 优化问题描述8 4 5 3 4 基于离散极大值原理的求解算法8 4 5 3 5 改进的溢流函数8 5 v i 目录 5 4 大规模城市排水网络的预测控制( m p c ) 。8 6 5 4 1 带集结策略的预测控制8 7 5 4 2 更新预测外部入流量8 8 5 5m p c 在大规模多蓄水池排水网络中的应用8 8 5 5 1 在大规模排水网络的应用8 8 5 5 2 鲁棒性及计算量分析9l 5 6 本章小结9 2 第六章城市排水系统节能优化的分解一协调算法一9 3 6 1 引言9 3 6 2 数学模型9 3 6 2 1 模型建立9 4 6 2 2 目标函数9 5 6 3 基于社团分割的排水网络分解方法。9 6 6 3 1 社团分割算法9 6 6 3 2 大规模城市排水网络的分解9 9 6 4 分解一协凋算法1 0 0 6 4 1 子问题的分解1 0 0 6 4 2 子问题的求解以及递阶优化结构1 0 1 6 5 仿真算例1 0 3 6 6 本章小结1 0 5 第七章结论与展望1 0 7 参考文献。1 0 9 附录。1 1 5 j s 【谢11 7 攻读博士学位期间撰写的学术论文1 1 9 攻读博士学位期间承担的科研项目1 1 9 v h 上海交通大学博：f ：学位论文 v i i i q流量 互 流量的稳态值 彳 湿水面积 彳湿水面积的稳态值 y 水流平均速度矿 水流平均速度的稳态值 日 水位高度 丁水面宽度 s 摩擦斜坡 & 底部斜坡 x 空间坐标 t 时间坐标 露水位高度的稳态值 g 流量与稳态值的扰动偏差 a 湿水面积与稳态值的扰动偏差 ， 水流平均速度与稳态值的扰动偏差 h 水位高度与稳态值的扰动偏差 孝r i e m a n n 不变 i x 上海交通大学博士学位论文 x 第一章绪论 1 1 引