基于概率鲁棒的水轮机调速系统鲁棒性评估
发布时间：2021-03-25 06:26
针对常规鲁棒性评估方法不能定量给出评估结果的问题,提出了一种基于概率鲁棒方法的控制律鲁棒性定量评估方法。首先确定水轮机调速系统的数学模型和控制策略,并确定参数的摄动范围、置信水平等;然后对系统进行蒙特卡洛仿真,得到阶跃响应曲线簇并绘制性能指标的累计频率曲线;最后计算性能指标的可接受概率、样本均值等统计量,实现鲁棒性的定量评估。以紧水滩水力发电厂水轮机调速系统为研究对象,分别设计了基于PID和模糊内模的调速系统控制器,并用上述方法对两种控制器的鲁棒性进行评估。结果表明,模糊内模控制器的鲁棒性更优,与概率鲁棒的鲁棒性评估结果一致,验证了概率鲁棒对控制律鲁棒性定量评估的有效性。
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
刚性水体和弹性水体水轮机的阶跃响应曲线
以紧水滩水力发电厂水轮机调速系统为模型。紧水滩水力发电厂发电机总装机容量6×50 MW,单管引水系统,混流式水轮机。根据运行数据,通过参数辨识得到水轮机调速系统G(s)的标称参数为:Te=0.5,Tw=4,T1=0.5,T2=0.02,H=10,D=1[9]。由式(1)、式(4)、式(5)所构成的水轮机调速系统G(s)如图2所示。2 控制策略
模糊内模控制(fuzzy internal model control, FIMC) 通过模糊逻辑推理对内模控制中滤波器参数进行在线调整,解决了失配情况下系统控制品质变坏的问题[11]。采用将内模控制与Mamdani二维模糊控制相结合的控制策略,以根据误差e和误差变化率de作为Mamdani二维模糊控制器的输入变量,计算内模控制器中低通滤波器的增益修正值Δk,实现在线修正。控制结构如图3所示。图3中,M(s)为过程模型;G(s)为水轮机模型;M-1(s)为M(s)中最小相位部分的逆;f(s)是低通滤波器,传递函数如式(9)所示,其中λ=13,增益k=1+Δk;Δk为滤波器增益的修正值,取值范围为[-0.8,0.8];经过二维模糊规则修正过Δk的f(s)与M-1(s)构成了模糊内模控制器GFIMC。
本文编号：3099205
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
刚性水体和弹性水体水轮机的阶跃响应曲线
以紧水滩水力发电厂水轮机调速系统为模型。紧水滩水力发电厂发电机总装机容量6×50 MW,单管引水系统,混流式水轮机。根据运行数据,通过参数辨识得到水轮机调速系统G(s)的标称参数为:Te=0.5,Tw=4,T1=0.5,T2=0.02,H=10,D=1[9]。由式(1)、式(4)、式(5)所构成的水轮机调速系统G(s)如图2所示。2 控制策略
模糊内模控制(fuzzy internal model control, FIMC) 通过模糊逻辑推理对内模控制中滤波器参数进行在线调整,解决了失配情况下系统控制品质变坏的问题[11]。采用将内模控制与Mamdani二维模糊控制相结合的控制策略,以根据误差e和误差变化率de作为Mamdani二维模糊控制器的输入变量,计算内模控制器中低通滤波器的增益修正值Δk,实现在线修正。控制结构如图3所示。图3中,M(s)为过程模型;G(s)为水轮机模型;M-1(s)为M(s)中最小相位部分的逆;f(s)是低通滤波器,传递函数如式(9)所示,其中λ=13,增益k=1+Δk;Δk为滤波器增益的修正值,取值范围为[-0.8,0.8];经过二维模糊规则修正过Δk的f(s)与M-1(s)构成了模糊内模控制器GFIMC。
本文编号：3099205
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