【摘要】：隨著小水電站的智能化發(fā)展,保障小水電發(fā)電的可靠性也隨之成為一項(xiàng)重要的任務(wù),而衡量發(fā)電可靠性的重要指標(biāo)就是水輪機(jī)控制系統(tǒng)的輸出頻率。目前普遍所采用的PID控制對(duì)水輪機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法,無法平衡快、準(zhǔn)、穩(wěn)這三者之間的相互關(guān)系,并有太多控制上的局限性。因此,要保證系統(tǒng)在頻率或負(fù)荷擾動(dòng),尤其是小波動(dòng)的情況下,能夠更加穩(wěn)定地運(yùn)行,并且有自我調(diào)節(jié),參數(shù)自整定的能力。本研究引入了更加符合水輪機(jī)控制系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)階控制,以及具有自我學(xué)習(xí)的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制,以能更好的保證水電站水輪機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。本文根據(jù)PID控制理論、分?jǐn)?shù)階PIλ控制理論、單神經(jīng)元自適應(yīng)控制理論以及系統(tǒng)仿真方法,分析了三種控制器的實(shí)現(xiàn)方式和過程,建立其相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型;根據(jù)水電站的工作原理以及水輪機(jī)控制系統(tǒng)原理,對(duì)水輪機(jī)引水系統(tǒng),液壓系統(tǒng),水輪機(jī),發(fā)電機(jī),控制器進(jìn)行模塊化數(shù)學(xué)模型和仿真模型的建立,并組建成水輪機(jī)控制系統(tǒng)模型;在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下,基于PID控制理論、分?jǐn)?shù)階PIλ控制理論、單神經(jīng)元自適應(yīng)控制理論,對(duì)一小型水電站的水輪機(jī)控制系統(tǒng)分別進(jìn)行了頻率擾動(dòng)和負(fù)荷擾動(dòng)仿真試驗(yàn)。仿真結(jié)果表明,分?jǐn)?shù)階PIλ控制器具有一定的適應(yīng)性,系統(tǒng)能夠很好地克服擾動(dòng),并且波動(dòng)的幅度比較小,超調(diào)量小;單神經(jīng)元自適應(yīng)控制系統(tǒng)具有很小的超調(diào)量和較強(qiáng)的魯棒性,并且過渡過程平滑,系統(tǒng)能夠更快穩(wěn)定,這兩種控制器不僅對(duì)于小型水電站的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù),而且也將促進(jìn)小水電的智能化發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV734.1
【圖文】：

通過理論分析可以看出，當(dāng)五個(gè)參數(shù)設(shè) 更加優(yōu)秀的控制效果，從而大幅度的提高控制2 所示、控制器與參數(shù)的關(guān)系如圖 2.3 所示。圖 2.2 分?jǐn)?shù)階 PID 閉環(huán)結(jié)構(gòu)框圖 Structure block diagram of fractional order PID closed-

人工神Fig.2.4Themodelstruc

小型水電站水輪機(jī)控制策略研究機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及仿真模型輪機(jī)控制系統(tǒng)原理發(fā)電的工作原理是上游水庫水流經(jīng)過引水隧道、壓力管道、水輪機(jī)、流經(jīng)流通過水輪機(jī)時(shí)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，電能輸出到電網(wǎng)，其發(fā)電的多少受到水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制[8]，如圖 3.1 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2763322