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随着科学技术的飞速发展和能源危机的不断加重，人们对供水质量和品质的要求不断提高,同时伴随着全国性雾霾天气的频繁出现，节能减排的相关措施已是刻不容缓。因此利用现代科学技术，对现有的供水系统进行优化升级和结构改造，设计出高性能、高节能、能适应不同领域的供水系统，这已经成为了现在供水系统发展的一个重要课题。本文通过对传统供水方式，以及国内外发展现状的分析，对整个供水系统的发展背景和发展方向有了一个大概的了解。对供水系统进行了一个简要的概括，分析总结了它们的优缺点，大致讨论了无模型自适应控制方法在供水系统中的应用意义。对变频调速供水系统的基本特性、相关调速原理以及变频恒压供水技术的特点进行了适当的论述，对引入了无模型自适应控制方式的供水系统进行了详细的仿真研究和实验分析，最后从低碳节能方面对系统的控制和结构进行了节能分析。由于供水系统呈现出严重的非线性和时变性，一些传统的控制方法很难对其进行有效的控制。因此在此引入了无模型自适应控制方式，该控制方式的建立，不需要对被控系统建立精确的数学模型，只需要被控系统的输入/输出数据，同时在线实时对一个称为伪偏导数的中间变量进行调整，最终达到满意的控制效果。在系统控制应用中，采用单输入的频率信号以及单输出的水压信号，来作为主要的控制变量。通过系统的仿真和实验验证得出，该控制方式可有效缓解供水系统常出现的大时滞、高能耗以及严重振荡的问题。在仿真和实验研究过程中，采用两种不同的方案进行仿真和实验，通过两种方案的不同对比，来凸显出不同的控制和节能效果。本论文最后通过对不同控制方案及不同控制方式的比较，对供水系统进行了低碳节能分析。同时从供水管道结构上，通过流体力学知识和Fluent软件，分析不同管道结构所产生的不同耗能结果，从而为选择最优的管道结构提供理论上的依据。