智能建筑水箱自动给水系统的泄漏检测与定位.docx

摘要:随着当代社会科技的进步，人们对居住环境的改善有极大需求，智能建筑也因此兴起，它不但可以给人舒适的居住环境，同时方便了人们办公。给水系统作为建筑体系的一个部分承担着十分重要的作用，人们对给水系统的安全性与可靠性提出了很高的要求。给水系统一旦发生泄漏，就会出现很严重的后果，不单单是水资源的浪费，更严重的是会对建筑造成影响，危害人们的安全，所以开展智能建筑水箱自动给水系统泄漏检测与定位的研究无论是在经济上还是在社会环境上或者是在人身安全上都有着很重要的意义。

本课题的研究主要通过查阅相关的文献，在分析水箱自动给水系统工作机理的基础上，参考了卡尔·亨瑞克·约翰逊根据质量守恒和伯努利定律所提的四容水箱模型，建立给水系统的简化数学模型，并基于此设计了并行观测器，所设计的观测器利用了少量的基于事件的采样信息对水箱管道进行泄漏检测和定位，最后通过Matlab仿真来验证方法的正确性。通过比较正常状态下的水箱的仿真波形与发生泄漏时的水箱仿真波形进行判断水箱是否发生泄漏，从而进行定位。

关键字： 智能建筑，水箱自动给水系统，数学模型，状态观测器，事件驱动 ，泄漏检测与定位

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪  论-1

1.1课题研究的背景与意义-1

1.2国内外研究现状及发展趋势-2

1.3本课题研究工作及章节安排-3

第二章 水箱自动给水系统的建模过程-5

2.1四容水箱自动给水系统介绍-5

2.2数学建模的理论依据-5

2.3系统参数的设定-6

2.4数学模型的建立-7

第三章 事件触发与故障检测观测器设计-10

3.1 系统描述-10

3.2 事件触发机制-10

3.3状态观测器设计-11

3.4残差系统的构建及稳定性判定-11

第四章 泄漏检测与定位-15

4.1 仿真软件的介绍-15

4.2 系统泄漏故障的注入-15

4.3 系统发生泄漏的情况-18

4.3.1 单个水箱发生泄漏-19

4.3.2 多个水箱发生泄漏-22

第五章 总结-24

5.1 本课题内容总结-24

5.2 课题研究内容的不足-24

5.3 内容优化及展望-24

参考文献-26

致  谢-28