水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)矩陣預測控制.pdf

1、水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)是集水力激勵、機械系統(tǒng)、電力負荷以及控制系統(tǒng)為一體的系統(tǒng)。在水電站實際運行時，水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)各部分相互耦合，相互影響，因此該系統(tǒng)實質(zhì)為一個復雜的非線性時變系統(tǒng)。而由于傳統(tǒng)控制方法的局限性使得水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制難以有良好的控制品質(zhì)。另外，隨著水電能源被大力開發(fā)，水電站規(guī)模越來越大，水力機械機組容量也不斷提升，若控制方法不能快速有效的控制系統(tǒng)使之穩(wěn)定，那么這將會影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，甚至嚴重影響水電站的安全運行。綜合上述原因，研

2、究水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)新的先進性控制方法非常有必要。本論文分析討論了六維非線性水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的三種預測控制算法。論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)針對水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)非線性特性，建立水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)精確Taksgi-Sugeno(T-S)模糊模型，基于上述水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)T-S模糊模型提出非線性水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)T-S動態(tài)矩陣控制方法(T-S-DMC)，結(jié)合Lyapunov穩(wěn)定性定理，證明方法的有效性。考慮水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)在實際運行中受擾動影響，研

3、究該控制方法的抗干擾能力;考慮在生產(chǎn)實踐中，水輪發(fā)電系統(tǒng)需要跟蹤某一狀態(tài)，討論水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)在該控制器作用下對某一指定狀態(tài)的跟蹤性能;進一步與傳統(tǒng)PID控制方法比較，突出水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)模糊動態(tài)矩陣控制算法良好魯棒性、快速性與優(yōu)越性。
　　(2)考慮傳統(tǒng)PID控制方法對水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)這種復雜非線性、時變、強耦合系統(tǒng)控制效果不理想，而動態(tài)矩陣控制(dynamic matrix control，DMC)算法能夠較好的控制時變、強耦合系統(tǒng)

4、。因此結(jié)合DMC算法的優(yōu)勢與傳統(tǒng)PID控制器參數(shù)少、結(jié)構簡單、易于實施的特點，提出一種適合于本文中六維非線性水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)矩陣PID(DMC-PID)控制方法，并通過數(shù)值實驗驗證新控制方法的控制效果，進一步討論該控制方法的抗干擾能力、跟蹤性能等控制品質(zhì)。另外，將所提出的DMC-PID控制算法拓展到一類一階純滯后慣性系統(tǒng)，討論該控制算法對其控制的有效性，并與傳統(tǒng)PID控制方法對比，分析討論兩種控制方法對水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制效果的優(yōu)劣。

5、
　　(3)研究適用于水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的模型算法控制(model algorithmic control,MAC)方法，通過數(shù)值實驗驗證算法有效性。同時考慮水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)在實際運行中受擾動影響，研究該控制方法的抗干擾能力;考慮生產(chǎn)實踐中，水力發(fā)電系統(tǒng)需要跟蹤某一狀態(tài)，討論水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)在該控制器作用下對某一指定狀態(tài)的跟蹤性能;進一步地對比傳統(tǒng)PID控制，討論兩種控制算法的優(yōu)劣。
　　通過上述研究分析討論，結(jié)果表明本畢業(yè)論文中所