模糊自适应PID控制器在水轮机调节系统中的应用

本文针对水轮机调节系统的参数非线性、时变性和模型不确定性设计了一种基于模糊推理的参数自适应PID控制器,并用Matlab对该控制器的稳定性和鲁棒性进行了仿真。仿真结果表明该控制器具有理想的动态和稳态性能,超调量、过渡过程时间等控制性能指标均优于传统PID控制器,能够满足水轮机调节系统对参数控制的要求。     

模糊自适应PID控制器在水轮机调节系统中的应用

本文针对水轮机调节系统的参数非线性、时变性和模型不确定性设计了一种基于模糊推理的参数自适应PID控制器,并用Matlab对该控制器的稳定性和鲁棒性进行了仿真。仿真结果表明该控制器具有理想的动态和稳态性能,超调量、过渡过程时间等控制性能指标均优于传统PID控制器,能够满足水轮机调节系统对参数控制的要求。     

刚性和弹性水锤模型对水轮机调节系统计算的影响

压力引水系统数学模型是深入分析水轮机调节系统动态特性的一个重要基础,通常以刚性水锤模型或弹性水锤模型来描述压力引水系统,模型的选择和应用基于不同的考虑,精确的模型对系统的稳定性评估、动态计算和控制器优化都具有重要的意义.应用控制理论和数值仿真的方法对选取的水轮机调节系统结构框图进行分析,在此基础上,比较了具有不同惯性比...     

孤网模式下水轮机调速系统广义预测控制应用方法

针对孤网模式下水电机组PID控制策略鲁棒性差的缺点,提出基于双模型、实时反馈线性化、非线性特性补偿器和广义预测控制器的自适应广义预测控制策略(Adaptive Generalized Predictive Control,AGPC),以实现对水电站全工况实时最优控制。首先基于BP神经网络和改进樽海鞘算法构建高精度非线性水轮机模型,并结合PID控制器、引水系统、随动系统、发电机等模块搭建非线性水轮机调节系统仿真平台,然后通过定量计算揭示广义预测控制器直接应用于非线性水轮机调节系统的不合理性。进一步,结合实时反馈线性化和基于预估控制信号设计的水轮机非线性特性补偿器,提出孤网模式下广义预测控制器在水电站应用策略。最后,搭建了基于AGPC的非线性水轮机调节系统仿真平台,并以某电站真实数据验证了所提控制策略适用性、可靠性以及优良的鲁棒性。     

参数自适应模糊PID控制器及其在水电机组调速器中的应用

由于水电机组调速系统控制对象———水轮机的运行工况在不断变化，描述水轮机动态特性的数学模型及引水系统的模型参数时刻发生变化，常规PID控制的应用受到限制。文中引入了模糊控制理论，使用参数自适应模糊PID控制器替代常规PID控制器，通过仿真结果显示，对水电机组过渡过程的控制具有明显的效果。     

具有长引水系统的转桨式水轮机过渡过程计算

在水电站设计中,以新型调压阀及其控制系统替代传统调压井具有显著经济效益。基于自行研制的带调压阀的水轮机调速器实时仿真系统和包含水轮机、发电机、引水系统、水轮机调速器等环节在内的水轮机调节系统过渡过程计算软件,采用水轮机流量、力矩特性矩阵法表征水轮机动态特性,建立了刚性水击条件下一洞多机输水系统的数学模型;对带有主配压阀非线性特性的PID调速器,建立了带调压阀的转桨式水轮机调节系统数学模型。研究表明：通过计算只要保证水轮发电机组启动、空载扰动、带负荷、甩负荷自动调节工况下,水轮机调节系统过渡过程满足稳定运行要求,水电站就可以采用调压阀而不设调压井。最后,计算了某具有长引水系统的转浆式水轮机过渡过程,该电站水流惯性时间常数高达27 s,装有2台转桨水轮机、1台定桨式水轮机。计算结果表明,以调压阀代替调压井后,该水轮机调节系统稳定,满足调节保证要求。     

基于自适应模糊PID控制的水轮机调节系统

针对水轮机的大惯性和"水锤"效应,以及水轮机调节系统各环节的时变非线性特性,传统的PID控制很难改善其控制品质,容易产生超调量大、摆动时间长、波动频繁以及调节"迟钝"等现象。为此,在水轮机调节系统中引入了有功功率反馈来取代主接力器位移反馈,同时设计了一个基于模糊控制的变参数PID控制器,利用模糊控制的专家推理能力实现在线调整PID参数,来改善系统控制品质。而且还结合水轮机调节系统变工况和扰动情况,利用模糊逻辑工具箱对自适应模糊PID控制模型进行仿真。结果表明,该系统具有更好的跟随性能,稳态精度高,超调量明显较小,具有较强的自适应性和鲁棒性能。     

基于Matlab/Simulink的水轮机调节仿真研究

针对物理模型建造、参数改变困难的情况,在Matlab/Simulink工具箱下建立了水轮机调节系统仿真模型。考虑到水轮机特性的非线性和引水管道长的特点,水轮机模型采用了非线性模型、引水系统采用了弹性水击模型,仿真计算结果与实测结果吻合得很好。通过仿真模拟各种工况下水轮机的运行,有助于了解水轮机调节系统实际运行中的变化情况。对Simulink下的水轮机调节系统的数学模型、仿真实验结果与实测值的对比分析作了简要介绍。     

水轮机调节系统的MATLAB仿真模型

介绍了水轮机调节系统建模及其分析方法.仿真模型是基于MATLAB Simulink建立的,能实现水轮机调节系统空载运行、甩100%额定负荷、接力器不动时间、孤立电网运行和一次调频等动态过程的仿真.仿真结果有助于加深对水轮机调节系统基本原理的理解,也有助于了解被控制系统参数(调节对象)和水轮机控制系统(调速器)参数对水轮机调节系统动态特性的影响.     

基于RBF神经网络的水轮机调节系统辨识

针对水轮机确切数学模型难以建立的问题以及水轮机调节系统非线性动态仿真的复杂性,利用RBF神经网络的局部逼近特性和快速收敛能力,实现水轮机调节系统非线性特性的辨识建模。将该模型应用于水轮机调节系统仿真,能快速准确地得到系统及机组内部各参数的变化规律。仿真结果表明,模型精度高,实用性强,从而为调节系统过渡过程的计算以及高级控制策略的研究提供了有力的支持。     

调速器配压阀非线性特性对水轮机调节系统动态特性的影响

在引水系统中具有调压井、计入水轮机非线性特性、缓冲型PID调节器的条件下,对水轮机调节系统开展仿真特性分析,重点研究了表征配压阀-接力器非线性特性参数Ke的影响;明确提出调速器配压阀饱和特性Ke是一个表征配压阀-接力器特性的重要指标性参数,当配压阀位移超过此值时调速器就处于严重的非线性状态。     

水轮机模糊滑模控制器设计方法

针对水轮机调速系统,提出了一种基于模糊逻辑的滑模调速器设计方法。根据系统状态到滑模超平面的距离与切换控制增益之间的先验知识,设计了模糊推理系统用于实时调节控制器的增益,有效地减小了滑模控制器的抖振问题。仿真结果验证了这种控制方法的可行性和鲁棒性。     

基于Simulink的水轮机调节系统通用仿真程序的研发

基于Simulin开发了水轮机调节系统通用仿真程序,该程序用特征矩阵描叙水轮机非线性特性;提出了各种类型的水击数学模型;配合水轮机PID调速器开展水轮机自动调节系统动态特性仿真计算研究:自动开机、空载扰动、增负荷调节及甩负荷控制等。     

BP网络模糊PID控制在水轮机调速器中的应用

为了改善水轮发电机组的动态调节品质,对神经网络控制在水轮机调节中的应用进行理论分析,将基于BP神经网络的模糊PID控制器应用于水轮机调速系统.仿真和实验结果表明,该控制器具有良好的调节品质,其控制作用对改善水电机组的动静态特性和对参数时变的适应能力等方面均优于常规PID调节器,为神经网络控制在水轮机调节系统中的应用打下了良好的理论基础.     

基于I／O线性化的水轮机DMC控制

一、概论一些预测控制算法,如动态矩阵控制(DMC)已用于水轮机调节系统,证明可以得到很强的鲁棒控制和优良的动态指标。现有方法一般将水轮机视作线性系统,从而得到离线设计的控制器。但实际的水轮机是复杂的非线性系统,仿真结果表明,按线性系统来设计控制     

水轮机调节系统的空载特性仿真

介绍了水轮机调节系统空载动态特性的仿真结果,给出了空载频率波动和空载扰动的仿真曲线.仿真结果有助于加深对水轮机调节系统基本原理的理解,也有助于了解被控制系统参数(调节对象)和水轮机控制系统(调速器)参数对水轮机调节系统空载动态特性的影响.     

赞比亚LUNZUA水电站水轮机调节保证计算研究

根据赞比亚LUNZUA水电站引水系统特征、水轮发电机组特性及电力系统要求,进行水轮机调节保证计算研究,确定引水系统水流惯性、机组惯性和调速系统调节性能之间的控制参数,并提出调节保证计算成果,为电站安全稳定运行提供依据。     

含调压室的水轮机调速系统非线性设计

根据水电站水力系统具体水工结构的不同,针对水库-引水涵洞-调压室-压力引水管-水轮发电机组水力发电系统,首次建立了用于水轮机调速系统研究的5阶非线性控制模型,利用完全精确线性化(EFL)方法设计水轮机调速系统EFL控制器。仿真结果表明:EFL设计方法具有较好的系统调节性能和鲁棒性能,与传统PID控制相比,EFL控制器具有更好的转速偏差调节能力和更好的抗干扰性能。     

基于神经网络的水轮机调节模型辨识

针对复杂的水轮机调节系统辨识问题,首先分析水轮机调速器特性,建立通用水轮机调速器模型,并采用PRBS信号仿真其动态特性,进而基于神经网络理论,开展水轮机调速系统辨识分析。研究表明,辨识得到的参数与待辨识参数的误差较小,网络输出与实际系统输出的差值也较小,因此用BP神经网络进行水轮机调节模型辨识是可行的。     

水轮机调节系统一次调频及孤立电网运行特性分析及仿真

介绍了水轮机调节系统一次调频运行及孤立电网运行动态特性的仿真结果,给出了一次调频运行的动态仿真曲线.仿真结果有助于加深对水轮机调节系统基本原理的理解,也有助于了解被控制系统参数(调节对象)和水轮机控制系统(调速器)参数对水轮机调节系统一次调频运行及孤立电网运行动态特性的影响.