分数阶水轮机调节系统的稳定性控制研究
发布时间：2021-12-09 23:30
随着大容量的水轮机组和发电机组的投入使用和大量的小型水电站的建设,提高了对水电站安全稳定运行要求,使得对水轮机调节系统的性能要求越来越高。水轮机调节系统是由水轮机组、发电机组、液压随动系统和引水系统等构成的高度复杂的非线性、最小相位系统,传统的PID控制策略是线性的控制策略,难以满足控制高度复杂的非线性水轮机调节系统稳定运行要求。因此,研究先进的非线性控制方法对水轮机调节系统进行稳定性控制具有重要意义。再者,由于水轮机调节系统具有很强的记忆性和历史依赖性,相对于整数阶微积分,分数阶微积分更适合描述其动态特性。因此,本文主要研究分数阶水轮机调节系统的动力学行为和稳定性控制。论文的主要研究如下:（1）基于分数阶微积分理论,建立了分数阶水轮机调节系统的数学模型,并且针对该系统在无控制器和PID控制的情况下,对其在不同初始条件下进行动力学行为分析。当初始条件远离平衡点时,分数阶水轮机调节系统在无控制器和PID控制两种情况下已经不能稳定运行,表明了分数阶水轮机调节系统的非线性特性和PID控制作为线性控制策略不能适用于在非线性的分数阶水轮机调节系统运行在远离平衡点的状态。因此,研究并应用新型的非线...
【文章来源】：湖南大学湖南省 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】：
图１．１全国水力发电装机总容量??基于以上两个方面考虑，对非线性的水轮机调节系统的动力学行为进行分析??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]优化的BP神经网络在水轮机调节系统中的应用研究[J]. 谭联,许永强,杨沛源,杨超杰,刘万康. 中国农村水利水电. 2017(11)
[2]基于分数阶统一混沌系统的图像加密算法[J]. 毛骁骁,孙克辉,刘文浩. 传感器与微系统. 2017(06)
[3]单相PWM整流器分数阶建模与仿真分析[J]. 郑征,马方军,韦延方. 系统仿真学报. 2017(04)
[4]基于分数阶微分和SIFT算法的图像匹配方法研究[J]. 孙奇,刘海燕. 半导体光电. 2016(06)
[5]水轮机调节系统的非线性模糊预测控制研究[J]. 王斌,王武辉,张诚,朱德兰. 长江科学院院报. 2016(12)
[6]Fractional-Order Model of the Disease Psoriasis:A Control Based Mathematical Approach[J]. CAO Xianbing,DATTA Abhirup,AL BASIR Fahad,ROY Priti Kumar. Journal of Systems Science & Complexity. 2016(06)
[7]分数阶电路的相量分析法及正弦稳态特性研究[J]. 王东东,张波,丘东元,谢帆. 电源学报. 2017(04)
[8]基于输出误差的永磁同步电机分数阶建模[J]. 郑伟佳,王孝洪,皮佑国. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(09)
[9]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)
[10]离子聚合物-金属复合材料分数阶模型的建立与控制[J]. 陈岚峰,程立英. 科学技术与工程. 2014(21)
博士论文
[1]分数阶混沌系统控制与同步理论研究[D]. 王乔.浙江大学 2015
硕士论文
[1]水力发电系统分数阶动力学模型与稳定性[D]. 许贝贝.西北农林科技大学 2017
[2]水轮机调节系统的非线性有限时间控制[D]. 张润凡.西北农林科技大学 2016
[3]水轮机调节系统动力学建模与稳定性分析[D]. 张浩.西北农林科技大学 2016
[4]模糊PID控制在水轮机调速系统中的实现[D]. 姜红芳.华中科技大学 2015
[5]水轮机调速系统的滑模控制研究[D]. 蔡光柱.华北电力大学 2015
[6]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
[7]神经网络控制在水轮机调速系统中的应用[D]. 伊长生.兰州理工大学 2004
本文编号：3531506
【文章来源】：湖南大学湖南省 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】：
图１．１全国水力发电装机总容量??基于以上两个方面考虑，对非线性的水轮机调节系统的动力学行为进行分析??
工程硕士学位论文??本文的组织结构如图１．４所示：??第一章研究背景、意义及现状?｜??ｒ?：＝＝＝：：发一—?????第二章分数阶水轮机调节系统的非线性模型及动＿?：?第三章?分数阶水轮机调节系统ＰＩＤ稳定控制??力学行为??????Ｊ初始条件离｜ｗ｜稳定到??！；??水轮机组丨一?ｍ?ｉｎ?ｒｎｉｎＨ平衡点较近平衡点ｈ??，?，！丨麵微积分Ｉ?｜?？?：?????＊１??发电机组一＾：?｜?初始条件离?不能？定?ｇ艺??Ｉ￣：￣?？接?｜?一?▼?＿?＾？平衡点较近＾到平衡点?？?ｉｓ??调速器￣｜无控制器?爲?Ｓ?ｉ?，????１?状鸯??Ｌ－－１?－＇?｜?」?２令’Ｐ＾ｌ?Ｕ初始条件偏）不ｅ定」?态Ｓ??引水系统?｜—Ｉ????｜?｜?Ｕ动?Ｉ?＾?｜??非线ｆｔ动力＾行力分析｜?｜￣???？ｆｉＳ．Ｓｌ—Ｈ??｜研??＿ｉ＿?——＊——１?轮机?？相轨迹图－？孟尤?线??ｒａ?Ｐ＾ｌ?＾?ｊｒ＾ｉＴ?ＩＩ＂?ｎ??竹分??ｉ?一?Ｈｎ，ｔ棚Ｉ—？?＾?ｓ?制??ｌ?系数＂??ｊｌ?ｖ／?策??Ｉ?＊?１?统阶?￣！——｜?相轨迹阁—？质节?ａｋ??Ｉ揭示水轮机调节系统非线性本质Ｉ?丨?Ｉ?丨）ＩＤ控制??????，?＝＝：??第四章分数阶水轮机调节系统的有限时间控制?第五章?分数阶水轮机调节系统的固定时间控制??滑模面￣￣？］等效控制器￣￣?ｉ?ｉ?｜滑模面１￣Ｈ等效控制器｜￣￣?■?■??一？）控制器???Ｉ控制器??切换控制器￣￣?Ｉ￣￣
图?２．６?初值为［：？：｜，；《：２，幻，文４］＝［０．０１，０．０１，０＿０１，０．０１］时的??分数阶水轮机调节系统（２．２?２）的时域图??如图２．５相轨迹图所示，当初始状态偏离平衡点不远时，［ＸＵＸ２，Ｘ３，Ｘ４］能够恢复??到平衡点［０儿〇．〇］（小圆圈为系统平衡点位置）稳定运行。这是由于系统运行状态??
【参考文献】：
期刊论文
[1]优化的BP神经网络在水轮机调节系统中的应用研究[J]. 谭联,许永强,杨沛源,杨超杰,刘万康. 中国农村水利水电. 2017(11)
[2]基于分数阶统一混沌系统的图像加密算法[J]. 毛骁骁,孙克辉,刘文浩. 传感器与微系统. 2017(06)
[3]单相PWM整流器分数阶建模与仿真分析[J]. 郑征,马方军,韦延方. 系统仿真学报. 2017(04)
[4]基于分数阶微分和SIFT算法的图像匹配方法研究[J]. 孙奇,刘海燕. 半导体光电. 2016(06)
[5]水轮机调节系统的非线性模糊预测控制研究[J]. 王斌,王武辉,张诚,朱德兰. 长江科学院院报. 2016(12)
[6]Fractional-Order Model of the Disease Psoriasis:A Control Based Mathematical Approach[J]. CAO Xianbing,DATTA Abhirup,AL BASIR Fahad,ROY Priti Kumar. Journal of Systems Science & Complexity. 2016(06)
[7]分数阶电路的相量分析法及正弦稳态特性研究[J]. 王东东,张波,丘东元,谢帆. 电源学报. 2017(04)
[8]基于输出误差的永磁同步电机分数阶建模[J]. 郑伟佳,王孝洪,皮佑国. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(09)
[9]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)
[10]离子聚合物-金属复合材料分数阶模型的建立与控制[J]. 陈岚峰,程立英. 科学技术与工程. 2014(21)
博士论文
[1]分数阶混沌系统控制与同步理论研究[D]. 王乔.浙江大学 2015
硕士论文
[1]水力发电系统分数阶动力学模型与稳定性[D]. 许贝贝.西北农林科技大学 2017
[2]水轮机调节系统的非线性有限时间控制[D]. 张润凡.西北农林科技大学 2016
[3]水轮机调节系统动力学建模与稳定性分析[D]. 张浩.西北农林科技大学 2016
[4]模糊PID控制在水轮机调速系统中的实现[D]. 姜红芳.华中科技大学 2015
[5]水轮机调速系统的滑模控制研究[D]. 蔡光柱.华北电力大学 2015
[6]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
[7]神经网络控制在水轮机调速系统中的应用[D]. 伊长生.兰州理工大学 2004
本文编号：3531506
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