水轮机调节系统模糊控制PID控制模糊-PID控制自整定模糊-PID控制论文

【摘要】 水力资源是清洁无污染的可再生能源,水力发电机组是将水力资源转换成电能的设备。水轮机调节系统是水力发电机组的重要组成部分,主要完成对机组输出频率的调节,其调节性能的优劣直接关系到电网的电能质量。水轮机调节系统是典型的时变、非最小相位、非线性的复杂系统。目前,国内外仍较多采用传统的PID控制策略来完成对水轮机调节系统的控制,但是,对于这类复杂的系统,传统的PID控制策略由于采用固定参数来完成控制,难以保证在不同工况下都取得良好的控制效果。本文提出了一种自整定模糊-PID控制器,该控制器可以根据不同的工况经过模糊推理来在线的整定PID控制器各个环节的参数,将模糊控制和PID控制各自的优势很好的发挥出来。仿真结果表明:将该控制器应用于水轮机调节系统后,系统的动态性能比应用传统PID控制器得到了提高。本文首先对水轮机调节系统的组成特点及其研究的现状和发展趋势等进行了简要介绍。然后分析了水轮机调节系统的工作原理、组成结构,并对其各个组成模块的数学模型进行了推导分析,进而得到整个水轮机调节系统的数学模型。在对模糊控制和PID控制进行了详细的研究和分析的基础上,设计了一种适用于水轮机调节系统的自整定模... 更多还原

【Abstract】 Hydropower resources is clean and pollution-free renewable energy, hydroelectric unit is the sit which can convert hydropower resources to electricity. The hydraulic

turbine generating system is an important part of the hydroelectric unit,which mainly complete the regulation of the unit’s output frequency, the regulation performance quality directly related to the grid power quality. The hydraulic turbine generating system is a very complex system with time-varying,non-minimum phase and nonlinea... 更多还原

【关键词】 水轮机调节系统； 模糊控制； PID控制； 模糊-PID控制； 自整定模糊-PID控制；

【Key words】 Hydraulic turbine governing system； Fuzzy control； PID control； Fuzzy-PID control； Self-tuning fuzzy-PID control；

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摘要 4-5 Abstract 5 第一章 绪论 8-13

1.1 选题目的及意义 8-9

1.2 水轮机调节系统的组成及特点 9 1.3 水轮机调速器发展历程 9-10

1.4 水轮机调节系统控制策略及其发展现状 10-11 1.5 本文的主要工作 11-13

第二章 水轮机调节系统的数学模型 13-24

2.1 水轮机调节系统概述 13-14 2.2 电液伺服系统数学模型 14-16 2.3 水轮机及压力引水系统数学模型 16-20 2.3.1 压力引水系统的数学模型 16-17 2.3.2 水轮机的数学模型 17-20 2.4 发电机及负载数学模型 20-22 2.5 水轮机调节系统的数学模型 22-23 2.6 本章小结 23-24 第三章 改进型模糊控制器 24-38 3.1 模糊控制概述 24 3.2 模糊理论基础 24-31 3.2.1 模糊理论概述 24-25 3.2.2 模糊数学基础知识 25-31 3.3 模糊控制的基本原理 31-35

3.3.1 模糊控制系统的基本结构 31-32 3.3.2 模糊化 32-33 3.3.3 知识库 33 3.3.4 模糊推理 33-34 3.3.5 解模糊化 34-35 3.4 改进型模糊控制器设计 35-37 3.5 本章小结 37-38

第四章 模糊-PID 复合控制 38-45

4.1 PID 控制 38-41 4.1.1 比例环节 39-40 4.1.2 积分环节 40 4.1.3 微分环节 40-41

4.2 模糊控制与 PID 控制的复合方式 41-43 4.2.1 模糊与 PID 并联型复合控制 41-42 4.2.2 模糊与 PID 串联型复合控制 42-43 4.3 自整定模糊-PID 控制器 43-44 4.4 本章小结 44-45

第五章 水轮机调节系统的仿真分析 45-58 5.1 水轮机调节系统模糊-PID 控制方案 45-46 5.2 水轮机调节系统模糊-PID 控制器设计 46-52 5.2.1 模糊控制器结构 46-47

5.2.2 模糊控制器语言变量及隶属函数设计 47-49 5.2.3 模糊控制规则设计 49-52 5.3 系统的仿真分析 52-57 5.3.1 仿真模型 52-54 5.3.2 仿真结果分析 54-57 5.4 本章小结 57-58 第六章 总结与展望 58-60 参考文献