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水轮机调节系统智能控制策略的研究

汪玉斌  
【摘要】: 随着电力系统的不断扩大以及大容量、高水头机组的出现,对水轮机调速器的性能提出了越来越高的要求,在不断改进水轮机调速器的硬件设计、加工工艺和装配工艺等基础上,进行水轮机调速器控制策略的研究,是一项十分重要的工作。随着控制理论的发展和对控制性能要求的提高,开展过程控制系统的智能控制研究,是十分必要的。本文在全面总结现有调节控制规律和应用成果的基础上,进行了水轮机调节系统的智能控制策略的研究。主要内容如下: 1、概述了控制理论的发展,进行智能控制理论及其应用研究的必要性及现实意义。 2、总结了水轮机调速器的发展历程以及对水轮机调节系统的控制策略研究的现状。 3、给出了对水轮机调节系统进行仿真研究时所需要采用的数学模型,并根据仿真的实际需要,给出了多种数学模型,同时还介绍了进行仿真研究的新型工具即MATLAB语言。 4、根据被控对象的实际特性以及对仿真结果的要求,利用MATLAB语言对水轮机调节系统进行了线性、小波动及大波动等情况下的仿真实例。 5、介绍了一种基于极点配置的最优鲁棒调速器的设计方法,并针对水轮机调节系统的特性进行了仿真研究。仿真试验表明,采用这种方法设计的水轮机调速器,当水轮发电机组的参数在各自的区间变化时,闭环系统具有一定的鲁棒性。 6、介绍了模糊控制理论在过程控制的应用,并采用引入积分的模糊控制器、Fuzzy-PID复合控制器和参数模糊自整定PID控制器等三种方案,对水轮机调节系统进行了仿真。仿真结果表明,采用模糊控制器的水轮机调节系统比采用传统PID控制的水轮机调节系统其过渡过程动态性能较好,具有调节时间短、超调量小等特点。 在文章的最后,还对本文进行了总结,指出了论文的不足及需要进一步进行研究的问题。


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