关于流体网络控制建模,到目前为止只有流体网络线性集中参数动态模型和单执行机构简单网络模型 [73, 74] ,还没有一个完全反映流体网络系统特性的通用模型。本章所阐述的流体网络非线性控制建模需要解决三个问题:一是流体网络建模,反映流体网络的动力学特性和非稳定性;二是多执行机构的流体网络建模;三是流体网络系统的最小实现即降阶模型,从而建立复杂流体网络非线性通用模型。本章主要从以下几个方面解决上述问题,分别如下:
(1)流体分支动力学特性利用不可压缩的Navier-Stokes方程来建立,反映了流体运动的非线性本质;流体网络如同一个电网络,满足Kirchhoff定律,利用Kirchhoff代数方程和分支动力学方程分析流体网络。
(2)根据电路图论原理,利用系统的观点建立流体网络的全阶模型,克服系统的非稳定性。
(3)由于网络分支的气流流量是相互依赖的,根据电路图论原理可以得到系统的最少独立分支即网络动态的最小实现,据此建立系统的降阶模型。