基于模糊变结构控制理论的水电机组调节系统研究

发布时间：2017-10-07 21:38

  本文关键词：基于模糊变结构控制理论的水电机组调节系统研究

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【摘要】：随着国内水电站的大力兴建,水力发电在当前电网发电结构中有着非常重要的地位。但是因为水电机组是个复杂的系统,而难以确保很好的控制效果,在机组发生工况切换和受到干扰时,能否保证机组正常的运行发电,确保整个系统能够保持较强的适应性和鲁棒性,还需要对控制策略进行改进研究。本文通过对目前水电机组系统控制理论方法的总结与概括,将设计基于模糊变结构控制理论的控制器来应用到水电机组的调节系统中,并给出了仿真结果。本文对水电机组控制策略研究现状进行了总结,发现PID控制策略通常采用固定参数来完成,当系统中存在非线性因素或者有波动时往往很大损害控制品质。并且该方法不能够把系统内部状态作为参考变量,而缺少内部信息的控制响应,难以达到理想的控制效果。根据水电站水电机组调节系统实际的运行规律,建立调节系统各个组成环节的数学模型并由此建立整个机组调节系统数学模型,为体现机组系统内部状态的响应,选取状态变量,建立机组状态方程,为后面仿真做基础。在分析研究了变结构控制理论在控制领域中的优越性能和不足之处的基础之上,并针对变结构控制理论中所产生的抖振问题,利用模糊控制器经过模糊推理来整定变结构控制器的输入参数,以此来柔化输入信号,对变结构控制器进行优化。可以将模糊控制与变结构控制各自的优势结合在一起,在保证了变结构控制理论所体现的高鲁棒性的同时,又能够达到削弱变结构控制所产生抖振的目的,从而设计成为模糊变结构相结合的控制器;最后将此方法应用到水电机组调节系统中,针对不同工况下不同负载干扰时的水电机组运行情况,通过matlab的仿真,来说明变结构控制器有着很好的鲁棒性的优点,使得水电机组调节系统的控制效果得到改善。
【关键词】：水电机组 调节系统 模糊控制 变结构控制 仿真
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV737
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 选题目的及意义9-10
• 1.2 水电机组调节系统的组成及特点10-11
• 1.3 水电机组调节系统控制策略及其发展现状11-12
• 1.4 本文的主要工作12-14
• 第2章 水电机组调节系统的数学模型14-24
• 2.1 水电机组调节系统概述14-15
• 2.2 电液随动系统数学模型15-16
• 2.3 水轮机及其引水系统数学模型16-19
• 2.3.1 引水系统的数学模型16-17
• 2.3.2 水轮机的数学模型17-19
• 2.4 发电机及电网负荷的数学模型19-21
• 2.5 水电机组调节系统数学模型21-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第3章 模糊变结构控制系统理论及设计方法24-40
• 3.1 模糊控制基本原理24-27
• 3.2 变结构控制系统原理27-32
• 3.2.1 系统概述28-29
• 3.2.2 变结构系统的基本特性29-31
• 3.2.3 抖振削弱方法31-32
• 3.3 变结构控制系统的设计32-34
• 3.4 基于极点配置法设置切换函数34-35
• 3.5 模糊变结构控制器设计35-39
• 3.5.1 模糊变结构控制器简介35-36
• 3.5.2 模糊变结构控制器设计方法36-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 水电机组调节系统的仿真分析40-49
• 4.1 切换函数和控制律的确定41-43
• 4.2 变结构控制仿真43-45
• 4.3 模糊变结构控制仿真45-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 总结与展望49-51
• 参考文献51-54
• 致谢54-55
• 附录55

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本文编号：990213