水輪發(fā)電機(jī)組綜合協(xié)調(diào)控制器的研究.pdf

1、對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組控制包括機(jī)組的轉(zhuǎn)速（頻率）及有功功率、機(jī)端電壓和無(wú)功功率等。傳統(tǒng)上這些任務(wù)由水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)分別控制完成。但在控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程中，機(jī)組轉(zhuǎn)速和機(jī)端電壓變化相互影響，存在著耦合關(guān)系。所以為了保證整個(gè)系統(tǒng)控制目標(biāo)的最優(yōu)，兩個(gè)子控制系統(tǒng)間需要進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)控制，不能簡(jiǎn)單地按獨(dú)立系統(tǒng)性能最優(yōu)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)控制器，而是要按整體系統(tǒng)性能最優(yōu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，本文以綜合控制為基礎(chǔ)，采用全狀態(tài)反饋?zhàn)顑?yōu)控制以及解耦控制的方法，對(duì)水輪發(fā)電

2、機(jī)組進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)控制研究。
　　首先，建立了水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上，綜合考慮二者之間的關(guān)系，建立起水輪發(fā)電機(jī)組的綜合控制系統(tǒng)模型。
　　其次，利用全狀態(tài)反饋線性最優(yōu)控制理論對(duì)控制對(duì)象的狀態(tài)方程進(jìn)行運(yùn)算，求出最優(yōu)狀態(tài)反饋陣，設(shè)計(jì)出全狀態(tài)反饋線性最優(yōu)綜合控制器。
　　再次，為了能使控制對(duì)象綜合協(xié)調(diào)控制，采用前饋解耦控制理論以及Boksenbom-Hoo-錢(qián)學(xué)森方法設(shè)計(jì)了控制對(duì)象的解耦控制器。

3、
　　最后，在MATLAB環(huán)境下，利用Simulink模塊庫(kù)中的工具箱，搭建仿真平臺(tái)，建立綜合控制對(duì)象模型以及所設(shè)計(jì)的綜合控制器模型，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。并將采用全狀態(tài)反饋線性最優(yōu)綜合控制器和采用綜合協(xié)調(diào)解耦控制器的仿真結(jié)果分別與采用PID控制器的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
　　結(jié)果表明，采用全狀態(tài)反饋綜合最優(yōu)控制器，能夠使控制系統(tǒng)快速穩(wěn)定，在很大程度上改善控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，其控制效果明顯優(yōu)于采用單獨(dú)PID控制器的控制效果。當(dāng)采用解