目前,由于我國(guó)所建水電站單機(jī)容量大、引水系統(tǒng)復(fù)雜等特點(diǎn),使得水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(Hydraulic Turbine Regulating System,HTRS)的建模極為困難,進(jìn)而為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大的考驗(yàn)。本文在水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上,分別搭建了HTRS在線性條件和非線性條件下的數(shù)學(xué)模型,凝練出HTRS關(guān)于控制規(guī)律設(shè)計(jì)、PID控制算法以及滑�？刂扑惴ǖ膮�(shù)優(yōu)化問題。結(jié)合人工智能算法完成對(duì)不同控制算法參數(shù)的優(yōu)化,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)HTRS性能的改善與優(yōu)化。首先,分析HTRS的工作原理與組成結(jié)構(gòu),并采用分塊建模的方法對(duì)各個(gè)部分建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型表達(dá)式。對(duì)于不同的波動(dòng)情況建立不同的數(shù)學(xué)模型,分別對(duì)應(yīng)小波動(dòng)情況的線性HTRS數(shù)學(xué)模型以及大波動(dòng)情況的非線性HTRS數(shù)學(xué)模型。接著,針對(duì)小波動(dòng)情況下的線性HTRS數(shù)學(xué)模型,采用簡(jiǎn)單易操作的PID控制算法完成對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的優(yōu)化。而對(duì)于大波動(dòng)情況下的非線性HTRS數(shù)學(xué)模型,采用本身具有非線性特性的滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)算法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行分析。其中,對(duì)于傳統(tǒng)SMC控制算法易產(chǎn)生抖振的缺點(diǎn),提出了...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意義
    1.3 人工蜂群算法研究現(xiàn)狀及應(yīng)用
    1.4 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制算法研究
    1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排
        1.5.1 論文主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 論文章節(jié)安排
第2章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理與數(shù)學(xué)模型建立
    2.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理
        2.1.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)
        2.1.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)
    2.2 壓力引水系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 壓力引水管道模型
        2.2.2 調(diào)壓井模型
    2.3 水輪機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
    2.4 電液隨動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
    2.5 發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        2.5.1 一階發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        2.5.2 二階發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型
    2.6 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的線性與非線性模型
        2.6.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的線性模型
        2.6.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性模型
    2.7 本章小結(jié)
第3章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制算法研究
    3.1 線性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PID控制算法
    3.2 非線性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的滑�？刂扑惴�
        3.2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理
        3.2.2 非線性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的常規(guī)滑�？刂�
        3.2.3 非線性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改進(jìn)PID滑模控制
    3.3 本章小結(jié)
第4章 人工蜂群算法及其改進(jìn)研究
    4.1 標(biāo)準(zhǔn)人工蜂群算法
        4.1.1 人工蜂群算法的概述
        4.1.2 人工蜂群算法的組成
    4.2 人工蜂群算法的改進(jìn)
        4.2.1 全局最優(yōu)機(jī)制的引入
        4.2.2 位置調(diào)整百分比的引入
        4.2.3 模糊控制理論
        4.2.4 改進(jìn)模糊人工蜂群算法流程
    4.3 測(cè)試函數(shù)仿真實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 常用基準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)
        4.3.2 仿真結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第5章 改進(jìn)模糊人工蜂群算法在控制參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用
    5.1 改進(jìn)模糊人工蜂群算法的適應(yīng)度函數(shù)
    5.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)線性模型PID控制算法的參數(shù)優(yōu)化
        5.2.1 線性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
        5.2.2 負(fù)荷擾動(dòng)工況下的仿真結(jié)果
        5.2.3 空載頻率擾動(dòng)工況下的仿真結(jié)果
    5.3 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)非線性模型滑�？刂扑惴ǖ膮�(shù)優(yōu)化
        5.3.1 非線性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
        5.3.2 負(fù)載工況下不同控制算法的性能比較
        5.3.3 空載工況下不同控制算法的性能比較
        5.3.4 不同控制算法的優(yōu)化結(jié)果對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及其取得的成果



本文編號(hào)：3841795