基于非线性广义时滞模型的水轮机调节系统滑模鲁棒控制研究
发布时间：2021-07-08 07:10
水轮机调节系统的精确建模是水力机组过渡过程研究和控制器优化设计的基础,对水电站的安全高效运行以及提高电力系统的稳定性具有非常重要的理论意义和工程价值。我国目前拥有的众多在建或已经建成的大中型水电站,具有装机容量大、过水管道长的特点,相比于常规水电站,其水轮机调节系统呈现更加明显的非线性特性和时滞特性。然而,目前用于理论分析的水轮机调节系统模型广泛采用基于水轮机六传递系数和过水系统弹性水击理论的简化线性定常模型,难以准确描述实际系统在大波动过渡过程以及不同工况下的动态特性。因此,有必要深入研究水轮机调节系统的精确建模方法,从而提高水力机组过渡过程计算的准确性与控制策略研究的有效性,为水电站及电力系统的安全经济运行提供保障。针对水轮机调节系统精确建模,重点研究了基于双三次B样条的水轮机非线性空间曲面模型和基于水击基本方程的过水系统时滞模型,结合电气和机械部分数学模型,建立了水轮机调节系统的非线性广义时滞模型,为水力机组过渡过程精确求解和非线性控制策略研究奠定了基础。水轮机调节系统非线性广义时滞模型的数学本质是一组含有水压时滞项和流量时滞项的微分代数方程,由于时滞项这一边界条件通常是已知的,...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
HL160转轮流量特性插值曲面
从而得到以 和 为变量的水轮机双三次均匀 B 样条插值曲面方程 1111TTQ ,M , qmΠCPCΠCP C(2-14)式中，qP 和mP 分别为流量特性和力矩特性的控制点阵。取1jj j ，11 1111 1 11,k,k ,kN NN N ，其中j j1 ，11 ,k 11 11 ,k1N N N ，将其代入式(2-14)消去参数 和 ，可得如下水轮机非线性空间曲面方程： 11 1111 11QMQ f ,NM f ,N (2-15)应用上述双三次均匀 B 样条理论对 HL160 转轮全特性进行拟合，得到的水轮机非线性空间曲面如图 2.2 和 2.3 所示：
图 2.4 单管道过水系统水库，出口端为机组。压非恒定流，其满足如下水击基本方程： 2020Q l,t H l,tf Q l,t Q l,tgSt l DSH l,t Q l,tgS at l 别为管道断面l 处的流量和水压； g 为重力加道横截面积；D 为管径；a为波速。稳态工况点 0 0Q ,H 处作偏差化，令 Q l,t 变换到复频域进行求解，可得管道进出口处水
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于时滞微分方程的过水系统描述及其水击计算方法[J]. 冯星,常黎,冯陈,丁坦,查良瑜,蔡旭,刘昌玉,余群. 水电能源科学. 2017(07)
[2]混流式水轮机内特性模型改进及在外特性曲线拓展中的应用[J]. 门闯社,南海鹏. 农业工程学报. 2017(07)
[3]水轮机调节系统的Terminal滑模控制[J]. 王斌,李正永,李飞,朱德兰. 水力发电学报. 2015(08)
[4]Flux Vector Splitting Schemes for Water Hammer Flows in Pumping Supply Systems with Air Vessels[J]. Qiang Sun,Yuebin Wu,Ying Xu,Tae Uk Jang. Journal of Harbin Institute of Technology. 2015(03)
[5]水轮机调速系统的H∞双回路鲁棒控制策略[J]. 孔繁镍,吴杰康. 电网技术. 2011(08)
[6]基于BP神经网络的水轮机综合特性建模仿真[J]. 谭剑波,把多铎,高立明,刘慧霞. 中国农村水利水电. 2010(03)
[7]Robust reliable guaranteed cost control for uncertain singular systems with time-delay[J]. Qixun Lan1, Yuxiao Liu1, Huawei Niu2, and Jiarong Liang3 1. Department of Mathematics and Physics, Henan University of Urban Construction, Pingdingshan 467001, P. R. China; 2. Pingdingshan Institute of Education, Pingdingshan 467000, P. R. China; 3. School of Computer and Electronic Information, Guangxi University, Nanning 530004, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010(01)
[8]电液伺服系统非线性不确定模型的线性化方法[J]. 杨军宏,李圣怡,陈浩锋,戴一帆. 机床与液压. 2007(04)
[9]基于内特性法的水轮机完整综合特性曲线[J]. 朱艳萍,时晓燕,周凌九. 中国农业大学学报. 2006(05)
[10]C语言和MATLAB的联合编程在水轮机特性曲线绘制与转换中的应用[J]. 齐学义,吴江,蔡艾江. 兰州理工大学学报. 2005(06)
博士论文
[1]水轮发电机及其调速系统的参数辨识方法与控制策略研究[D]. 寇攀高.华中科技大学 2012
[2]基于微分—代数混合方程机理模型的非线性预测控制[D]. 陈杨.浙江大学 2011
[3]不确定系统的滑模控制理论及应用研究[D]. 瞿少成.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]不确定离散奇异时滞系统的H∞滑模控制研究[D]. 舒健苗.杭州电子科技大学 2016
[2]基于二端口网络的水力机组过水系统建模及其计算方法研究[D]. 蔡旭.华中科技大学 2015
[3]水轮机调节系统非线性建模及动力学分析[D]. 袁璞.西北农林科技大学 2014
[4]基于三次B样条的曲线、曲面逼近算法的研究[D]. 李玉梅.南京信息工程大学 2013
[5]抽水蓄能电站过渡过程计算与导叶关闭规律研究[D]. 张东升.华中科技大学 2013
[6]谱方法和隐式龙格库塔法求解二维薛定谔方程[D]. 刘文杰.哈尔滨工业大学 2012
[7]动力学微分方程系统级求解器的研发[D]. 喻鹏.大连理工大学 2010
[8]水电站过渡过程计算中的若干问题研究[D]. 黄贤荣.河海大学 2006
[9]非线性水轮机模糊PID调节系统模糊规则研究[D]. 吴罗长.西安理工大学 2006
本文编号：3271110
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
HL160转轮流量特性插值曲面
从而得到以 和 为变量的水轮机双三次均匀 B 样条插值曲面方程 1111TTQ ,M , qmΠCPCΠCP C(2-14)式中，qP 和mP 分别为流量特性和力矩特性的控制点阵。取1jj j ，11 1111 1 11,k,k ,kN NN N ，其中j j1 ，11 ,k 11 11 ,k1N N N ，将其代入式(2-14)消去参数 和 ，可得如下水轮机非线性空间曲面方程： 11 1111 11QMQ f ,NM f ,N (2-15)应用上述双三次均匀 B 样条理论对 HL160 转轮全特性进行拟合，得到的水轮机非线性空间曲面如图 2.2 和 2.3 所示：
图 2.4 单管道过水系统水库，出口端为机组。压非恒定流，其满足如下水击基本方程： 2020Q l,t H l,tf Q l,t Q l,tgSt l DSH l,t Q l,tgS at l 别为管道断面l 处的流量和水压； g 为重力加道横截面积；D 为管径；a为波速。稳态工况点 0 0Q ,H 处作偏差化，令 Q l,t 变换到复频域进行求解，可得管道进出口处水
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于时滞微分方程的过水系统描述及其水击计算方法[J]. 冯星,常黎,冯陈,丁坦,查良瑜,蔡旭,刘昌玉,余群. 水电能源科学. 2017(07)
[2]混流式水轮机内特性模型改进及在外特性曲线拓展中的应用[J]. 门闯社,南海鹏. 农业工程学报. 2017(07)
[3]水轮机调节系统的Terminal滑模控制[J]. 王斌,李正永,李飞,朱德兰. 水力发电学报. 2015(08)
[4]Flux Vector Splitting Schemes for Water Hammer Flows in Pumping Supply Systems with Air Vessels[J]. Qiang Sun,Yuebin Wu,Ying Xu,Tae Uk Jang. Journal of Harbin Institute of Technology. 2015(03)
[5]水轮机调速系统的H∞双回路鲁棒控制策略[J]. 孔繁镍,吴杰康. 电网技术. 2011(08)
[6]基于BP神经网络的水轮机综合特性建模仿真[J]. 谭剑波,把多铎,高立明,刘慧霞. 中国农村水利水电. 2010(03)
[7]Robust reliable guaranteed cost control for uncertain singular systems with time-delay[J]. Qixun Lan1, Yuxiao Liu1, Huawei Niu2, and Jiarong Liang3 1. Department of Mathematics and Physics, Henan University of Urban Construction, Pingdingshan 467001, P. R. China; 2. Pingdingshan Institute of Education, Pingdingshan 467000, P. R. China; 3. School of Computer and Electronic Information, Guangxi University, Nanning 530004, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010(01)
[8]电液伺服系统非线性不确定模型的线性化方法[J]. 杨军宏,李圣怡,陈浩锋,戴一帆. 机床与液压. 2007(04)
[9]基于内特性法的水轮机完整综合特性曲线[J]. 朱艳萍,时晓燕,周凌九. 中国农业大学学报. 2006(05)
[10]C语言和MATLAB的联合编程在水轮机特性曲线绘制与转换中的应用[J]. 齐学义,吴江,蔡艾江. 兰州理工大学学报. 2005(06)
博士论文
[1]水轮发电机及其调速系统的参数辨识方法与控制策略研究[D]. 寇攀高.华中科技大学 2012
[2]基于微分—代数混合方程机理模型的非线性预测控制[D]. 陈杨.浙江大学 2011
[3]不确定系统的滑模控制理论及应用研究[D]. 瞿少成.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]不确定离散奇异时滞系统的H∞滑模控制研究[D]. 舒健苗.杭州电子科技大学 2016
[2]基于二端口网络的水力机组过水系统建模及其计算方法研究[D]. 蔡旭.华中科技大学 2015
[3]水轮机调节系统非线性建模及动力学分析[D]. 袁璞.西北农林科技大学 2014
[4]基于三次B样条的曲线、曲面逼近算法的研究[D]. 李玉梅.南京信息工程大学 2013
[5]抽水蓄能电站过渡过程计算与导叶关闭规律研究[D]. 张东升.华中科技大学 2013
[6]谱方法和隐式龙格库塔法求解二维薛定谔方程[D]. 刘文杰.哈尔滨工业大学 2012
[7]动力学微分方程系统级求解器的研发[D]. 喻鹏.大连理工大学 2010
[8]水电站过渡过程计算中的若干问题研究[D]. 黄贤荣.河海大学 2006
[9]非线性水轮机模糊PID调节系统模糊规则研究[D]. 吴罗长.西安理工大学 2006
本文编号：3271110
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