沖擊式水輪機(jī)噴針同步控制系統(tǒng)研究.pdf

1、沖擊式水輪機(jī)中導(dǎo)流機(jī)構(gòu)性能直接決定了水斗的來流特性，對水輪機(jī)的水力效率和運(yùn)行壽命有重要影響,在沖擊式水輪機(jī)試驗(yàn)臺噴針系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題中,對導(dǎo)流機(jī)構(gòu)噴嘴中噴針的同步控制進(jìn)行了研究。為了提高系統(tǒng)位置控制精度和自動化水平，首次在噴針控制系統(tǒng)中使用電液伺服控制技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械控制方式。多液壓缸系統(tǒng)的位移同步控制是現(xiàn)代電液伺服系統(tǒng)研究中的重難點(diǎn)，基于改善多噴針位置調(diào)節(jié)過程中同步特性的目的，本系統(tǒng)借鑒了電機(jī)同步中耦合控制策略，通過仿真和試驗(yàn)探究了相鄰交

2、叉耦合、環(huán)形耦合及其與模型參考自適應(yīng)算法相結(jié)合時對系統(tǒng)同步控制的提升。
　　針對非對稱缸系統(tǒng)正反向動態(tài)特性差異，本文中分別建立了電液伺服系統(tǒng)模型，在此基礎(chǔ)上利用Z變換、差分方程得到伺服系統(tǒng)離散控制模型；噴針的位移調(diào)節(jié)要求高位置精度，對控制器設(shè)計(jì)提出了較高要求，本設(shè)計(jì)中應(yīng)用 PID遺傳算法優(yōu)化的方式整定PID控制器參數(shù)，提高單一回路系統(tǒng)性能；同步控制策略上，將多電機(jī)位移同步控制中采用耦合策略移植到液壓伺服同步控制系統(tǒng)中，通過LabV

3、IEW軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真，研究了算法特性；為了進(jìn)一步改善系統(tǒng)對階躍信號響應(yīng)同步控制精度以及控制過程的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)了模型參考自適應(yīng)控制器（MRAC），并將 MRAC與耦合算法相結(jié)合在一定程度上改善了系統(tǒng)同步性能。
　　在哈爾濱電機(jī)廠沖擊式水力試驗(yàn)臺對噴針同步控制系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了耦合同步策略控制下系統(tǒng)同步性能大幅提升的仿真結(jié)果；分析對比耦合同步策略及其與模型參考自適應(yīng)算法相結(jié)合時系統(tǒng)的同步特性， MRAC相鄰交叉耦合控