电站调节阀门直驱式电液执行器的仿真和实验研究

发布时间：2017-11-09 14:36

  本文关键词：电站调节阀门直驱式电液执行器的仿真和实验研究

  更多相关文章： 电站调节阀门 直驱式容积控制 复合模型 离散滑模控制 位置跟踪

【摘要】：电站调节阀门用于连续调节管路介质流量,是电站自动控制系统的终端执行元件。本文通过调查发现目前广泛应用的三大类阀门执行器:气动、电动和气动阀门执行器皆存在着优势与不足。随着电网逐渐向自动化、智能化发展,急需一种集上述三种阀门执行器的优点于一身的阀门执行器产品。直驱式容积控制(DDVC)技术,以其小型集成化、抗负载干扰能力强、高效节能以及动力获取方便等优势,为新型调节阀门执行器产品的革新带来了希望。本文首先按照给定的阀门执行器技术指标,进行元件选型。随后进行包含电机、泵、集成阀组、增压式无动力补油油箱、单出杆对称液压缸以及传感仪器在内的DDVC执行器总体结构集成化和无管化设计。然后,根据所设计的DDVC液压系统原理,建立了DDVC泵控缸动力机构AMESim模型,其中包含了对容积泵、液控单向阀等子模型的单独仿真,并对闭式回路工作特性进行深入剖析。随后与经整定的交流永磁同步电机传递函数模型通过AMESim/Simulink接口组合在一起,合成为DDVC系统复合模型。仿真结果相比于典型的DDVC系统传递函数模型,频率响应基本不变,但在执行器换向时产生了死区非线性现象。根据DDVC系统复合模型的仿真特性建立了系统状态方程并将其离散化,简析其结构参数摄动与外部负载扰动。为实现控制系统的全状态反馈,设计了离散的积分链式微分器,根据位置测量信号估计执行器的速度和加速度,并简析不同的参数对于微分器性能的影响。对离散滑模控制策略应用基本条件、趋近律、控制律等方面的理论分析,并通过极点配置法进行滑模切换函数设计。最终在Simulink中搭建带微分器的离散滑模控制器模型,经仿真,初步验证了其可行性。最后,搭建了完整的DDVC电控系统。在CCS集成开发平台中编写DSP处理器实时控制程序,在LabVIEW中搭建采集与控制上位机界面,两者通过以太网进行通讯。控制算法程序选择与仿真阶段完全一致参数配置,进行仿真模型和微分器模型的验证。最终对滑模控制器性能进行了测试,得到了与仿真结果基本一致的结论。验证了滑模控制相对PID控制在系统快速性、跟踪精度以及对死区非线性的补偿作用方面的优越性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM62;TH134
，

本文编号：1162319