水轮机微机调速器的开发和研究

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1、华中科技大学硕士学位论文水轮机微机调速器的开发和研究姓名：周若申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：王永骥20050510华中科技大学硕士学位论文摘要水轮机调节系统是集机电液的综合系统它是以水轮机调速器为控制器以水轮发电机组作为控制对象的自动控制系统主要通过对机组的转速进行自动控制维持机组转速恒定保持电网频率稳定因此控制系统性能的好坏将直接关系到机组及电网能否安全正常运行水轮机微机调速器是水轮机控制系统中的重要设备目前国内外的调速器绝大多数采用的仍是PID或PI型调节规律合理地选择PID调节器参数对水轮发电机组安全可靠地运行具有重要的

2、作用而且也是改善水轮机调节系统的鲁棒性和动态品质的主要手段随着微机性能的不断提高微机调速器逐渐成为调速器领域的主流本文对水轮机微机调速器的硬件和软件进行了设计和说明并且开发了基于虚拟仪器Labwindows/CVI语言的水轮机调速器控制及测试平台可实现数据采集与存储调速器运行的监控及测试针对PID调节介绍了一种利用遗传算法对系统的调节器参数KpKiKd进行优化的方法以及基于matlab的整定效果仿真仿真结果表明该方法有效地消除了参数整定对参数初值的依赖性使得寻优效率大大提高同时具有很强的鲁棒性而且基于遗传算法的水轮机调节系统PID参数的优化整定方法

3、算法简单控制系统性能指标良好且优于根据传统公式整定的水轮机调节系统关键字水轮机调速器遗传算法PID调节Labwindows/CVI仿真I华中科技大学硕士学位论文AbstractThegoverningsystemofhydraulicturbineisaintegratesystemofmachinery,electricityandfluid,whichisanautomaticcontrolsystemwitharegulatorofhydroturbine.Therotatingspeedoftheunitsshallbeautomatica

4、llycontrolled,maintaininganinvariantspeedsoastoensureasafeandnormaloperationoftheunit(s).Microprocessor-Basedhydraulicturbinegovernorisanimportantautomaticcontrolequipmentofhydro-electricgeneratorunit.Atpresent,PIDcontrollersarethemostwidelyusedcontrollersinthehydraulicturbine

5、governor.Parametertuningofhydraulicturbinegovernorplaysanimportantroleinthesafeandnormaloperationofthehydro-electricgeneratorunitandismainlywaytoimprovecontrolsystemrobustnessanddynamicfeature.Withcomputertechnologydevelopment,Microprocessor-Basedhydraulicturbinegovernorwidely

6、usedhydraulicpowerplate.ThisdissertationanalyzesanddesignsthehardwareandsoftwareofMicroprocessor-Basedhydraulicturbinegovernordetailedly.ThedesignofacomputertestandcontrolplatformofhydraulicturbinegovernorbasedonLabwindows/CVIinthedissertation.Theplatformcouldfulfilladoptingsa

7、vedetectingandtestingfunction.ThedissertationalsointroducesamethodofusinggeneticalgorithmtooptimizetheKp,Ki,Kdparameters.BasedonMatlab,emulationtestisalsointroduced.Theemulationshowsthatthemethoddoesn’tdependontheinitialparametervalueofthesystemandthesearchingefficiencycanbeam

8、elioratedandhasstrongrobustness.Atthesametime,theoptimal-tuni