水輪機調節(jié)系統(tǒng)非線性建模與參數(shù)辨識.pdf

1、水輪機調節(jié)系統(tǒng)是一個包含水力、機械和電氣等多個子系統(tǒng)的復雜系統(tǒng)，具有強非線性與時滯特性，系統(tǒng)構成與動態(tài)特性都十分復雜。正是因為水輪機調節(jié)系統(tǒng)的復雜性，導致無論是采用理論研究還是通過模型試驗的方法，均很難建立其精確數(shù)學模型。為了確保水電站安全、穩(wěn)定運行，研究水力機組過渡過程，揭示水輪機的非線性和時滯特性，建立準確的數(shù)學模型顯得尤為重要。因此開展水輪機調節(jié)系統(tǒng)的建模與獲得模型參數(shù)為目的參數(shù)辨識理論的研究具有重要意義。
　　針對水輪機調

2、節(jié)系統(tǒng)的強非線性和時滯特性，分別研究了水輪機、有壓引水系統(tǒng)、發(fā)電機及負載、水輪機調速器等部分的數(shù)學模型。針對傳統(tǒng)的六個傳遞系數(shù)的線性模型難以描述水輪機組的強非線性的問題，采用二階泰勒展開模型來對水輪機進行描述，表現(xiàn)出了水輪機的非線性特性。采用引水系統(tǒng)的時滯模型避免了傳統(tǒng)的彈性水擊模型精確度越高、計算復雜程度越高的問題。在水輪機二階泰勒展開模型，以及引水系統(tǒng)時滯方程的基礎上，結合控制器模型與發(fā)電機及負載模型建立了水輪機調節(jié)系統(tǒng)的非線性時滯

3、模型。
　　在水輪機調節(jié)系統(tǒng)非線性時滯模型的基礎上，通過對組成調節(jié)系統(tǒng)模型的調速器部分、引水系統(tǒng)部分以及發(fā)電機與負載部分分別進行參數(shù)辨識，將一個復雜閉環(huán)系統(tǒng)的參數(shù)辨識問題轉化為三個開環(huán)系統(tǒng)的參數(shù)辨識問題。采用理論研究比較成熟，應用十分廣泛，通過計算機實現(xiàn)十分方便的遞推最小二乘算法對系統(tǒng)參數(shù)進行辨識，實現(xiàn)了系統(tǒng)的在線辨識。
　　在水輪機調節(jié)系統(tǒng)的非線性時滯模型基礎上建立水輪機過渡過程仿真平臺，并通過仿真實驗驗證系統(tǒng)參數(shù)辨識理論