【摘 要】
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西气东输管道系统属于大时滞且存在耦合的复杂非线性系统，传统的控制方法无法实现其优化控制。本研究建立了基于数据的系统辨识模型，探讨了预测控制西气东输管道系统的方法，提出
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西气东输管道系统属于大时滞且存在耦合的复杂非线性系统，传统的控制方法无法实现其优化控制。本研究建立了基于数据的系统辨识模型，探讨了预测控制西气东输管道系统的方法，提出了长期和短期控制方案。本文为复杂输气管道的优化运行提供了技术创新的最优控制运行策略，具有长远的社会经济效益和广泛的应用前景。
本文在充分调研西气东输管道供气合同及现场实际运行数据的基础上，得到了西气东输管道用户用气规律及分输计划；进行了管道的稳态、瞬态模拟，修正模型参数减小了模型的应用误差。结合压力波理论分析各种控制调节动作对水力变化的影响及管道中其他部分的响应滞后时间，首次将大的连续变时滞问题处理为小的阶跃变化的定时滞问题，按照准稳态的方法处理系统不同控制周期内的时滞长度，为时滞变化对控制调节的影响问题提出了有效的解决方法。
重点针对西气东输管道最后一台压缩机与下游分输管段组成的系统展开优化控制研究。将传统辨识及控制理论不易描述的大系统，通过划分为两类典型子系统模式——多入单出和多入多出子系统，采用基于数据的系统辨识方法首次得到了带有耦合的天然气管道系统输入输出数据之间的非线性关系。将统计学理论发展起来的支持向量回归方法首次运用到天然气管道系统的辨识研究中。针对西气东输管道运行数据，采用基于核的主成分分析方法进行数据预处理，去除数据中的冗余和噪声，有效地提高了基于支持向量机方法辨识建模的精度。
结合西气东输管道下游用户的负荷预测结果、管道充装能力和设备运行特性约束条件，提出年输量120亿立方米情况下的各月调度方案。在此基础上，优化西气东输管道典型周的流量分配，国内首次采用智能预测控制方法，得到天然气管道子系统设定点控制参数变化趋势，并基于运行操作和水力平稳的要求，整定预测模型输出，给出了可行的西气东输管道短期优化控制方案。
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