發(fā)布時間：2017-04-27 18:16

  本文關(guān)鍵詞：水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性有限時間控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)為水系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、電力系統(tǒng)及控制系統(tǒng)在不同空間時間耦合的非線性系統(tǒng)。傳統(tǒng)控制方法難以在控制這一復(fù)雜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。另一方面隨著大量小型水力發(fā)電廠建設(shè),小型水電這一分布式能源的隨機(jī)性威脅著電網(wǎng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行,同時對電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度造成一定困難。綜合以上兩個原因十分有必要研究先進(jìn)非線性控制理論以及控制方法來滿足水力發(fā)電系統(tǒng)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定與優(yōu)化運(yùn)行需求。本畢業(yè)論文將主要討論水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)非線性預(yù)測控制及非線性有限時間控制。論文主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)研究六維非線性水力發(fā)電系統(tǒng)有限預(yù)測時域非線性預(yù)測控制。不同于其他水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型,本論文描述系統(tǒng)模型是水輪機(jī)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、引水系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)耦合的復(fù)雜非線性系統(tǒng)。該復(fù)雜非線性系統(tǒng)更為可以精確地描述水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行過程中各種狀態(tài)。針對該系統(tǒng)本論文提出一種有限預(yù)測時域非線性離散預(yù)測控制法。一個簡單選取合適離散系統(tǒng)終端域罰函數(shù)方法被引入,且通過Lyapunov方程理論證明該方法有效性。進(jìn)一步模擬實(shí)驗(yàn)顯示該六維復(fù)雜系統(tǒng)在所述非線性預(yù)測控制法控制下穩(wěn)定運(yùn)行。此外通過與傳統(tǒng)PID控制法對比證明該方法對非線性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制更有效。最后討論聯(lián)合應(yīng)用該控制方法與其他傳統(tǒng)控制的策略,有效推廣該控制方法在實(shí)際工程中應(yīng)用。(2)研究模型預(yù)測控制(Model Predictive Control,MPC)方法,特別研究非線性廣義預(yù)測控制法(Generalized Predictive Control,GPC)。為控制六維非線性水力發(fā)電系統(tǒng),一種基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊受控自回歸積分滑動平均(Controlled Auto-Regressive Integrated Moving-Average,CARIMA)模型廣義預(yù)測控制被提出。該控制方法結(jié)合了T-S模糊理論以及CARIMA預(yù)測模型的優(yōu)勢,可控制非線性系統(tǒng)。通過Lyapunov穩(wěn)定性理論和各種工況下水力發(fā)電系統(tǒng)數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所提出控制方法有效。此外還分析控制器中控制參數(shù)選擇對控制系統(tǒng)影響,并給出選擇控制器參數(shù)方法,以推廣該控制方法在其他工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。(3)提出一類以滑�？刂茷榛痉椒ǖ姆蔷�性系統(tǒng)有限時間控制法。通過Lyapunov穩(wěn)定性理論給出被控系統(tǒng)有限穩(wěn)定時間和控制器最大有限穩(wěn)定時間。無論系統(tǒng)初始狀態(tài)如何,被控系統(tǒng)總能在控制器最大有限時間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定。同時給出七維水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng),該系統(tǒng)是更為復(fù)雜的非線性系統(tǒng),應(yīng)用所提出控制法在該水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)上。通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論。論文雖然詳細(xì)研究了水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)非線性控制方法,但仍然需要在分?jǐn)?shù)階水輪機(jī)系統(tǒng)控制,以及作為分布式能源的小水電系統(tǒng)的控制優(yōu)化方向讓繼續(xù)研究。
【關(guān)鍵詞】：水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 非線性系統(tǒng) Lyapunov穩(wěn)定性理論 非線性預(yù)測控制 非線性廣義預(yù)測控制 非線性有限時間控制
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV734.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究意義以及背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 先進(jìn)控制方法研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PID控制15
• 1.2.4 現(xiàn)代控制方法引入到水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)15-17
• 1.3 本文研究目標(biāo)及內(nèi)容17-18
• 1.3.1 研究目標(biāo)17
• 1.3.2 研究內(nèi)容17-18
• 第二章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)六維非線性模型及PID控制穩(wěn)定性分析18-23
• 2.1 某水力發(fā)電系統(tǒng)六維非線性模型18-20
• 2.2 水力發(fā)電系統(tǒng)的PID控制簡單穩(wěn)定性分析20-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第三章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)非線性有限時域預(yù)測控制23-40
• 3.1 系統(tǒng)模型23-24
• 3.2 非線性預(yù)測控制方法研究24-28
• 3.3 典型水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)28-33
• 3.4 分析與討論33-38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 第四章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)非線性模糊廣義預(yù)測控制40-56
• 4.1 基本定理及方法40-44
• 4.1.1 廣義T-S模糊模型40-41
• 4.1.2 廣義預(yù)測控制41-44
• 4.2 基于T-S模糊模型的非線性GPC控制法研究44-48
• 4.3 六維非線性水力發(fā)電系統(tǒng)的GPC控制數(shù)值實(shí)驗(yàn)48-54
• 4.4 控制參數(shù)選擇54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一類非線性有限時間控制56-66
• 5.1 基本引理56
• 5.2 一類非線性有限時間控制方法研究56-63
• 5.3 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性有限時間滑�？刂�63-65
• 5.3.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)方程63
• 5.3.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)有限時間控制數(shù)值實(shí)驗(yàn)與分析63-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第六章 結(jié)論與今后研究66-68
• 6.1 結(jié)論66-67
• 6.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)67
• 6.3 存在不足與今后努力的方向67-68
• 參考文獻(xiàn)68-77
• 致謝77-78
• 作者簡介78-79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王斌;李正永;李飛;朱德蘭;;水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的Terminal滑�？刂芠J];水力發(fā)電學(xué)報;2015年08期

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳帝伊;非線性動力學(xué)分析與控制的若干理論問題及應(yīng)用研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性有限時間控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：331187