基于不確定奇異時(shí)滯模型的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)魯棒優(yōu)化控制研究.pdf

1、水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)集水力、機(jī)械、電氣為一體的具有時(shí)滯、強(qiáng)非線性特性的復(fù)雜控制系統(tǒng)。由于未考慮系統(tǒng)中水輪機(jī)的強(qiáng)非線性和有壓引水管道的時(shí)滯特性，基于線性定常模型推導(dǎo)的線性控制必然面臨著控制品質(zhì)惡化和系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。
　　針對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的強(qiáng)非線性和時(shí)滯特性，分別研究水輪機(jī)、有壓引水管道、發(fā)電機(jī)及負(fù)載、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性描述，建立了能揭示其本質(zhì)特性的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)非線性奇異時(shí)滯模型，并通過數(shù)學(xué)變換將其轉(zhuǎn)化為線性不確定奇異時(shí)滯模型，將

2、控制對(duì)象的非線性問題轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)問題，為研究水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的魯棒控制奠定了基礎(chǔ)。
　　在構(gòu)建增廣水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的線性不確定奇異時(shí)滯模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用魯棒控制理論設(shè)計(jì)了時(shí)滯依賴的魯棒鎮(zhèn)定控制器，不僅大大降低了對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型的精度要求，并且能使系統(tǒng)具有較好的魯棒性。針對(duì)魯棒鎮(zhèn)定控制器難以獲得滿意動(dòng)態(tài)性能的問題，綜合運(yùn)用魯棒控制和優(yōu)化理論，研究了以水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定作為控制器參數(shù)的優(yōu)化空間，以轉(zhuǎn)速偏差的ITAE指標(biāo)作為

3、適應(yīng)度函數(shù)的基于不確定奇異時(shí)滯模型的魯棒優(yōu)化控制器。由于魯棒鎮(zhèn)定控制器只要求控制參數(shù)能使系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定，未考慮其動(dòng)態(tài)性能，而魯棒優(yōu)化控制器則是在能使系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定的控制參數(shù)范圍內(nèi)，通過優(yōu)化得到一組能使系統(tǒng)獲得較好動(dòng)態(tài)性能的控制參數(shù)。因此魯棒優(yōu)化控制器在滿足魯棒穩(wěn)定的條件下，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
　　在應(yīng)用雙三次 B樣條理論構(gòu)建水輪機(jī)特性空間曲面的基礎(chǔ)上，建立了能揭示水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的強(qiáng)非線性和時(shí)滯特性的仿真模型，并研究了其過渡過程數(shù)值