模糊PID控制在水轮机调速系统中的实现

发布时间：2017-08-29 11:40

  本文关键词：模糊PID控制在水轮机调速系统中的实现

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【摘要】：进入高速发展的21世纪,越来越多的电气设备和电力用户都伴随着时代的变化而变化,这些改变对电能提出更高的要求,同样的,作为发电的源头之—的水电站必须响应时代的召唤、用户的诉求:必须保证电压和频率的稳定。因此,为了满足用户的需要,必须找到合理有效的办法,即水轮发电机组的调节问题。本文从基本的研究对象水轮机开始,重点是研究和分析水电机组的水轮机调速系统,主要从两个方面进行分析,一个重点是水轮机调速系统结构,另一个重点是水轮机调速系统各组成部分的表达式。通过引入递归变权法的去模糊化过程来提高输出信号去模糊化精度和选择自整定结构模糊控制器,设计了用来调节系统的模糊控制器,具体做法是设置相关的参数,制定控制规则,同时,为了获得更好的调节效果,本文还结合了PID控制,用控制系统的评价指标作为检验本文设计系统的标准。本文仿真平台是MATLAB软件,利用仿真工具搭建了两种模型,一种是非常常见的控制模型,即常规PID控制的水轮机调速系统系统模型,另外一种是本文设计的控制模型,即自整定模糊PID控制的水轮机调速系统,然后在频率扰动和负荷扰动二种工况条件下做了对比研究。对比仿真曲线和试验得到的数据,验证了该控制方法在水轮机调速系统中应用的可行性及优越性,这对提高控制系统的精度具有很大的参考价值。
【关键词】：水轮机调速系统 数学模型 模糊控制 PID 控制 仿真研究
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV734.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景8
• 1.2 水轮机调速系统相关研究8-10
• 1.3 模糊控制相关研究10-12
• 1.4 本文的主要工作12-13
• 2 水轮机调速系统研究13-27
• 2.1 水轮机调节系统的组成13
• 2.2 水轮机调节原理13-15
• 2.3 调速器模型15-17
• 2.4 机械液压随动系统模型17-19
• 2.5 引水系统模型19-21
• 2.6 水轮机模型21-24
• 2.7 发电机及负载模型24-25
• 2.8 小结25-27
• 3 模糊PID控制系统研究27-42
• 3.1 模糊控制原理27-28
• 3.2 模糊控制器组成28-31
• 3.3 PID控制原理31-32
• 3.4 改进的自整定模糊PID控制器32-41
• 3.5 小结41-42
• 4 水轮机调节系统建模仿真42-53
• 4.1 常规PID控制水轮机调速系统43-45
• 4.2 自整定模糊PID控制水轮机调速系统45-46
• 4.3 两种不同控制模型结果的对比研究46-49
• 4.4 不同隶属函数设定的研究49-52
• 4.5 小结52-53
• 5 总结与展望53-55
• 5.1 总结53-54
• 5.2 展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59

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本文编号：753116