H_∞迭代学习控制算法研究及其在水轮机调速系统中的应用

【摘要】： 随着电力系统规模的不断扩大,电力系统稳定问题就变得越来越突出。水轮机调速系统是水轮机的核心部分,而水轮机组又是电力系统中提供电能的关键设备,那么,水轮机调速系统的控制品质的优劣直接影响着电力系统的电能质量。目前,对调速系统的控制基本采用常规的PID控制,此控制策略具有结构简单等优势,但是其参数不能实现在线自整定,因此,对于不同工况点的运行无法较好的控制。本文采用基于H∞迭代学习控制器,即运用H∞理论与迭代学习控制算法相结合来设计的控制器。旨在提高和改善水轮发电机调速控制的鲁棒性及调节特性。 本文首先介绍了课题的背景及意义,水轮机调速系统的发展历史、研究现状及发展历程。接下来对水轮机调速系统进行了建模。然后详细阐述了迭代学习控制、H∞控制相关理论,并分析各自特点、优劣及近年来的发展及应用。 本文核心部分是将H∞理论与迭代学习控制算法的优势相结合而设计的控制器,并首次将这种控制器应用到水轮机调速系统中,运用AMESim和Matlab对该控制器进行联合仿真。仿真结果表明,水轮发电机调速系统采用这种控制器与单纯采用迭代学习控制器和常规PID控制器相比,动态品质得到了提高,具有良好的鲁棒性,而且能抑制因大干扰引起的超调。具有一定的实用价值及非常广阔的应用前景。 最后总结本文,指出不足之处及有待进一步开展的工作。