水轮机调节系统现代控制策略研究

发布时间：2017-04-13 15:22

  本文关键词：水轮机调节系统现代控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于电力系统的不断发展以及高水头、大容量水力机组的不断出现,所以对水轮机调速器的性能要求越来越高,在对水轮机调速器的加工、装配工艺以及硬件设计等各个方面改进的同时,对水轮机调速器控制策略的研究是项意义重大的工作。本文总结了当前调节控制规律,并在此基础上对水轮机调节系统的智能控制策略进行了研究仿真。本文采用模块化建模方法,把水轮机调节系统划分为压力引水系统、水轮机、发电机、调速器等几个子系统,分别对其进行了机理建模,在此基础上建立了整个系统的数学模型。针对常规PID控制器难以解决稳定性、快速性和减小偏差之间矛盾的问题,本文引入了具有自学习、自适应功能的神经元控制算法,设计了单神经元自适应控制器；仿真结果表明该控制器具有较好的快速性、很小的超调量。在此基础上,基于MATLAB/Simulink环境,分别对常规PID控制、基于单神经元PID控制及基于遗传算法的自适应PID控制的水轮机调节系统建立了仿真模型。通过对仿真结果的分析,验证了先进控制策略的可行性和优越性。研究了神经元网络及遗传算法等智能控制策略,将其与传统PID控制策略相结合,相互取长补短,提出了单神经元PID控制和基于遗传算法的自适应PID控制,以使水轮机调节系统动态特性有明显的改善。
【关键词】：水轮机调速器 模块化建模 神经元控制 遗传算法
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM312
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-26
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 水轮机调速器应用发展概述10-13
• 1.2.1 水轮机调速器的发展10-12
• 1.2.2 微机调速器国内外发展现状12-13
• 1.3 自动控制理论研究的发展13-14
• 1.4 控制理论的困难与发展14-21
• 1.4.1 控制理论面临的困难15-16
• 1.4.2 智能控制理论的发展16-17
• 1.4.3 智能控制的功能与特点17-19
• 1.4.4 智能控制技术在水轮机调节系统中的应用19-21
• 1.5 水轮机调节系统控制理论的发展21-24
• 1.6 本文的主要工作24-26
• 第二章 水轮机调节系统的数学模型及其仿真26-44
• 2.1 引水系统数学模型26-28
• 2.1.1 刚性水击引水系统的数学模型26-27
• 2.1.2 弹性水击引水系统的数学模型27-28
• 2.2 水轮机数学模型28-30
• 2.3 水轮发电机组数学模型30-32
• 2.4 发电机及负载数学模型32-33
• 2.5 机械液压系统数学模型33-35
• 2.6 调速器的数学模型35-36
• 2.7 MATLAB软件包简介36-38
• 2.8 水轮机调节系统的仿真38-44
• 2.8.1 水轮机调节系统的数学模型40-41
• 2.8.2 水轮机调节系统的仿真分析41-44
• 第三章 基于单神经元自适应控制器的水轮机调节系统44-56
• 3.1 常规的PID型调节规律44-46
• 3.2 智能控制策略46-47
• 3.3 单神经元自适应控制器及其算法47-50
• 3.3.1 神经元的数学模型47-48
• 3.3.2 控制算法的实现48-50
• 3.4 单神经元自适应控制器的应用仿真研究50-54
• 3.4.1 控制器参数的确定50-51
• 3.4.2 仿真模型及仿真结果分析51-54
• 3.5 本章小结54-56
• 第四章 基于改进遗传算法的自适应水轮机PID调节系统56-71
• 4.1 遗传算法56-59
• 4.1.1 概述56-58
• 4.1.2 遗传算法的基本用语58-59
• 4.2 基于遗传算法的PID参数优化设计59-64
• 4.2.1 遗传算法框架59-62
• 4.2.2 PID设计的改进遗传算法62-64
• 4.3 基于改进遗传算法的自适应水轮机PID调节系统64-67
• 4.3.1 硬件结构64-65
• 4.3.2 软件结构65-67
• 4.4 改进遗传算法仿真计算及分析67-71
• 第五章 总结与展望71-73
• 5.1 总结71
• 5.2 展望71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 谭群峰;李朝晖;;基于工况的水轮机调速系统性能分析[J];水电自动化与大坝监测;2007年04期

2 桂小阳,胡伟,刘锋,梅生伟;基于水轮发电机综合非线性模型的调速器控制[J];电力系统自动化;2005年15期

3 王印松,刘长青,商国才,姚万业;水轮机调节系统的神经网络控制[J];华北电力大学学报;1998年01期

4 张泾周;杨伟静;张安祥;;模糊自适应PID控制的研究及应用仿真[J];计算机仿真;2009年09期

5 梁晨;;水轮机调节系统计算机仿真研究发展综述[J];科技与企业;2015年03期

6 孔昭年;在水轮机调节系统动力学分析中描述水轮机特性的一种新方法[J];水利水电技术;1990年07期

  本文关键词：水轮机调节系统现代控制策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：303890