水轮机调速系统的滑模控制研究

发布时间：2017-05-24 03:05

  本文关键词：水轮机调速系统的滑模控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水轮机调速系统是水力发电系统中的重要组成部分,一般来说,主要由水库、引水管道、调压井、压力管道、水轮机、发电机及电网负荷、调速器等组成。由于水流惯性、可压缩性以及引水管道管壁的弹性等,使得水轮机调速系统具有一系列复杂非线性特点。对于具有长引水管道的水电站,弹性水锤效应对水轮机调速系统造成一系列劣化影响,因此,本文以基于弹性水锤效应的水轮机调速系统为研究对象,设计了水轮机调速系统的滑模控制策略,主要完成了以下工作：首先,对水轮机调速系统的研究现状进行了系统回顾,针对水轮机调速系统数学模型与控制策略所存在的问题进行了分析阐述,指出本文的研究目的；第二,在基于弹性水锤效应的情况下,建立了水轮机调速系统各部分的数学模型,对水轮机调速系统的非线性特性进行了分析；第三,针对水轮机调速系统的非线性数学模型,设计了一种基于滑模的控制方法,并对滑模控制器的设计过程、参数选择以及系统的稳定性进行了分析和阐述；第四,针对水轮机调速系统所存在的不确定性问题,设计了一种基于神经网络补偿的模糊滑模控制方法和一种基于神经网络补偿的积分滑模控制方法,详细介绍了控制器的设计过程和参数选择原则,并对系统的稳定性进行了分析,仿真实验结果证明该控制器具有良好的可行性和有效性；最后,总结本论文的研究成果和主要工作,展望水轮机调速系统未来的研究方向。
【关键词】：水轮机调速系统 弹性水击 模糊控制 滑模控制 积分滑模面 神经网络补偿
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK730;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 水轮机调速系统数学模型的国内外研究现状11-13
• 1.3 水轮机调速系统控制策略的国内外研究现状13-17
• 1.3.1 PID参数优化控制13-14
• 1.3.2 自适应控制14
• 1.3.3 模糊逻辑控制14-15
• 1.3.4 神经网络控制15-16
• 1.3.5 滑模及其他控制方法16-17
• 1.4 本论文研究的主要内容17-19
• 第2章 水轮机调速系统的数学模型19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 有压引水管道数学模型19-22
• 2.3 水轮机组段数学模型22-24
• 2.4 发电机和负载数学模型24
• 2.5 电液随动系统数学模型24
• 2.6 混流式水轮机调速系统数学模型24-25
• 2.7 水轮机调速系统状态空间方程25-26
• 2.8 本章小结26-27
• 第3章 水轮机调速系统的滑模控制方法27-36
• 3.1 引言27
• 3.2 滑模变结构控制27-31
• 3.2.1 滑模变结构控制定义27-29
• 3.2.2 滑模变结构控制系统设计29-31
• 3.3 水轮机调速系统基于滑模控制策略的研究31-35
• 3.3.1 滑模控制器的设计31-32
• 3.3.2 仿真结果32-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 基于神经网络补偿的水轮机调速系统滑模控制研究36-53
• 4.1 引言36
• 4.2 神经网络控制和模糊控制的定义36-38
• 4.3 基于神经网络补偿的水轮机调速系统的模糊滑模控制设计38-46
• 4.3.1 控制器的设计38-43
• 4.3.2 仿真结果43-46
• 4.4 基于神经网络补偿的水轮机调速系统的积分滑模控制设计46-52
• 4.4.1 控制器的设计46-49
• 4.4.2 仿真结果49-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 结论与展望53-55
• 5.1 全文总结53
• 5.2 研究展望53-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果59-60
• 致谢60-61
• 作者简介61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 方红庆,孙美凤,沈祖诒;水轮机调节系统控制策略综述[J];人民长江;2004年01期

2 桂小阳;梅生伟;刘锋;卢强;;水轮机调速系统的非线性自适应控制[J];中国电机工程学报;2006年08期

3 姜胜;陈启卷;蔡维由;;水轮机调速器参数仿真寻优策略[J];中国电机工程学报;2008年03期

4 方红庆;陈龙;李训铭;;基于线性与非线性模型的水轮机调速器PID参数优化比较[J];中国电机工程学报;2010年05期

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1 陈亮亮;水轮机调节系统内模控制策略与参数优化[D];西安理工大学;2009年

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本文编号：389671