模糊神经PID控制在水轮机调节系统中的研究与仿真

发布时间：2017-06-06 22:10

  本文关键词：模糊神经PID控制在水轮机调节系统中的研究与仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随电网的不断扩大以及高水头、大容量水电机组的出现,对水轮机调速器也有着更高的要求,除了对其硬件设计、加工及装配工艺等方面进行改进外,水轮机调速器的控制策略也是需要研究的一项关键性工作。目前,常规PID控制仍是水轮机调节系统中最常用的控制手段,虽然它具有较强鲁棒性及结构简单等优点,但由于其无法对PID参数实现在线自整定,这使得该控制策略难以在不同工况点都获得满意的控制效果。针对此类问题,提出将模糊神经PID控制应用于水轮机调节系统,该控制能够将神经网络学习能力与模糊控制推理能力相结合,利用两种控制间的优势进行互补。本文首先针对常规PID控制及单一智能控制的局限性,引入一种模糊神经PID控制,并对其结构、算法以及仿真等方面进行深入分析。然后在对水轮机调节系统结构及其工作原理深入研究的基础上,以小瞬变情况为背景对调节系统各组成部分进行线性化建模,并使用MATLAB软件仿真分析水轮机调节系统各参数变化对其动态特性的影响。最后针对模糊PID控制器及模糊神经PID控制器,分别建立适用于水轮机调节系统的两种控制模型,并将它们与常规PID控制进行仿真对比,结果表明,水轮机调节系统中模糊神经PID控制在抑制超调和保持系统稳定性等方面具有较好的控制品质,其控制效果明显优于常规PID控制。
【关键词】：水轮机调节系统 PID控制 参数分析 模糊神经网络
【学位授予单位】：南昌工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK730.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 引言7
• 1.2 课题研究背景及意义7-9
• 1.3 水轮机调速器发展现状9-10
• 1.4 调速器控制策略的发展10-12
• 1.5 论文的主要内容12-13
• 第二章 模糊神经PID控制的理论基础13-31
• 2.1 PID控制13-15
• 2.1.1 PID控制基本原理13-14
• 2.1.2 数字PID控制14-15
• 2.2 模糊控制15-19
• 2.2.1 模糊控制应用15
• 2.2.2 模糊控制基础15-16
• 2.2.3 模糊控制系统组成16-19
• 2.2.4 模糊系统分类19
• 2.3 神经网络控制19-24
• 2.3.1 神经网络的应用19-20
• 2.3.2 神经元模型20-22
• 2.3.3 神经网络结构22
• 2.3.4 BP神经网络22-23
• 2.3.5 BP学习算法23-24
• 2.4 模糊神经网络24-28
• 2.4.1 模糊神经网络结构25-26
• 2.4.2 模糊神经网络学习算法26-28
• 2.5 基本仿真实验28-30
• 2.6 小结30-31
• 第三章 水轮机调节系统模型建立及分析31-42
• 3.1 压力引水系统数学模型32-33
• 3.2 水轮机系统数学模型33-34
• 3.3 发电机及负荷数学模型34-35
• 3.4 水轮机调速器数学模型35-37
• 3.4.1 微机部分数学模型36
• 3.4.2 电液随动系统数学模型36-37
• 3.5 调节系统参数分析37-41
• 3.5.1 调节系统控制参数分析38-40
• 3.5.2 调节系统被控参数分析40-41
• 3.6 小结41-42
• 第四章 模糊神经PID控制在水轮机调节系统中的设计及仿真42-55
• 4.1 水轮机调节系统模糊神经PID控制的总体设计42-43
• 4.2 水轮机调节系统中模糊神经PID控制器的整体分析43-48
• 4.2.1 模糊神经网络结构43-44
• 4.2.2 模糊神经网络参数44-48
• 4.3 仿真实例48-54
• 4.3.2 频率扰动49-52
• 4.3.3 负荷扰动52-54
• 4.4 小结54-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 5.1 本文总结55
• 5.2 研究展望55-57
• 参考文献57-59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曲秋江;于连胜;;模糊pid控制器在复杂控制中的应用[J];电子世界;2013年13期

2 李均;;模糊自适应PID控制器在水轮机调节系统中的应用[J];中国水能及电气化;2011年04期

3 陆桂明;孙美凤;沈祖诒;;水轮机微机调速器控制策略分析与研究[J];中国农村水利水电;2010年07期

4 高玉萍;;基于模糊神经网络PID的机床直流调速系统[J];兵工自动化;2010年05期

5 张海明;林义忠;莫代新;;水轮机调速器研究概述[J];液压与气动;2009年06期

6 沈仲华;;水轮机调节系统仿真研究及参数分析[J];装备制造技术;2009年02期

7 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

8 唐良宝;韩海媚;包居敏;;水轮机调节系统智能控制的研究[J];微计算机信息;2008年04期

9 姚志崇;肖志怀;蒋劲;黄锐;;模糊自校正控制器在水轮机调速系统中的应用[J];水电自动化与大坝监测;2005年06期

10 历风满;数字PID控制算法的研究[J];辽宁大学学报(自然科学版);2005年04期

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1 田勇;高精度模糊控制策略研究及应用[D];河海大学;2006年

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本文编号：427593