多目标预测控制器

闸门调节频率降 37.1%

在闸门死区和调节频率双重约束下，同时优化水位控制精度与调节代价。

李月强 · 张召 · Kong, Lingzhong · Yang, Qian · 徐晶 · Zhuliang, Chen

Control Engineering Practice 2025

参数信息

控制点最大水位偏差

0.10 m

闸门总调节频率降幅

37.1 %

闸门最终动作时间降幅

77.5 %

技术优势

少调闸门

在目标函数中加入闸门调节惩罚项，并直接约束调节频率，使总调节频率降低37.1%，减少执行机构磨损和操作负担。

水位更稳

通过约束闸门死区与调节频率，将控制点最大水位偏差从0.15 m降至0.10 m，提高了水位控制精度。

扰动响应快

在未知二次扰动情况下，该方法能提前动作，使闸门最终动作时间减少77.5%，增强系统对未知扰动的应对能力。

应用场景

• 明渠输水控制：替换常规控制逻辑，在闸门动作尽量少的前提下稳住控制点水位。
• 闸门自动控制：显式约束调节频率与死区，减轻执行机构频繁动作带来的磨损。
• 智慧水利：为大型引调水工程提供多目标优化控制算法，提高运行自动化与调度效率。