基于MATLAB的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)辨識與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、當(dāng)今能源結(jié)構(gòu)不斷變化,需求日益增加,發(fā)展水電將成為解決我國能源問題之本。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能決定電力系統(tǒng)安全與穩(wěn)定,屬于高優(yōu)先級的控制研究范疇,掌握該系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律,并提高水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制性能,一直是水電領(lǐng)域急需解決的重要問題。
　　本文首先闡述了水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及調(diào)速器的結(jié)構(gòu),分析了其運(yùn)行特點。通過系統(tǒng)辨識獲取系統(tǒng)模型能讓人們更清楚地把握系統(tǒng)規(guī)律,而辨識的目的在于更好地控制,因此,為提高水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制性能,需要通過建立和

2、實測系統(tǒng)擬合度高的系統(tǒng)模型,在此基礎(chǔ)上對調(diào)速控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。本文在SIMULINK中搭建了基于小波動下的線性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng),賦予其運(yùn)行參數(shù),并建立了調(diào)速器、隨動系統(tǒng)、水輪機(jī)、壓力引水管道、發(fā)電機(jī)及其負(fù)荷的模型結(jié)構(gòu),據(jù)此提出了在小波擾動下的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)辨識與調(diào)速器的PID參數(shù)優(yōu)化的研究方案。通過在MATLAB平臺上的函數(shù)工具箱,導(dǎo)出實驗系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)輸入輸出數(shù)據(jù),利用最小二乘法辨識出系統(tǒng)調(diào)速器與及以引水壓力系統(tǒng)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)

3、及其負(fù)荷為被控對象的傳遞函數(shù)模型,在SIMULINK中搭建辨識的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng),比較在給定系統(tǒng)頻率輸入為50Hz下系統(tǒng)仿真實驗結(jié)果輸出曲線和實測系統(tǒng)輸出曲線,得到辨識的系統(tǒng)模型與原系統(tǒng)具有相當(dāng)高的吻合度。另外,為提高系統(tǒng)的控制性能,對上述辨識所得模型進(jìn)行調(diào)速器參數(shù)優(yōu)化,通過編寫遺傳算法的m文件,以引水壓力系統(tǒng)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及其負(fù)荷作為被控對象進(jìn)行調(diào)速器PID參數(shù)優(yōu)化,通過比較水輪機(jī)調(diào)節(jié)實測系統(tǒng)與優(yōu)化調(diào)速器參數(shù)后的系統(tǒng)的階躍響應(yīng)輸出發(fā)現(xiàn)