发电机组调速系统灰色预测控制与可拓评估研究

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterGreyPredictionControlandExtensionEvaluationoftheGeneratorGovernorControlSystemByJiTianSupervisor：A．P．WangMingdongPowerSystemandItsAutomationSchoolofElectricalEngineeringMay’2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本

2、人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文储：吞国日期：矽fr蛑6月岁日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的实物作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关

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4、电机调速系统灰色预测控制器的控制性能开展了评价分析工作。本文简明阐述了发电机调速系统在电力系统中的作用和重要性，介绍了同步发电机调速控制系统的发展历史与研究现状，并对各种控制策略在调速控制中的应用进行了综述，认为由于复杂电力系统的非线性和时变性，各种控制方法都不是十分完善，研究一种更为先进的新型调速系统控制方法非常必要。本文采用一种结合灰色预测理论和PID控制技术的复合控制方法。利用MATLAB语言编写了灰色预测算法程序；然后在经典灰色模型GM(1，1)基础上提出了改进的GM(1，1)模型，并仿真验证其“预测”特征；

5、将灰色预测和PID控制相结合，设计了灰色预测PID控制器。对一个简单系统的仿真表明，灰色预测控制能够有效改善系统的动态特性，实现“防患于未然’’的事前控制。作为调速控制研究的基础，详细介绍了水轮发电机调速系统的数学模型，其中包括：调速器模型、水轮机及其引水系统模型以及同步发电机模型，并在MATLAB／Simulink环境下建立了相应的仿真模型。将灰色预测PID控制方法引入同步发电机调速系统，在给定的阶跃信号输入和扰动信号输入下研究其暂态过程。仿真结果表明：灰色预测控制可以有效地降低相应的超调量和调整时间，使系统快速地

6、进入稳定状态，与常规控制相比，其控制效果更加显著。为了评估灰色预测PID控制器的控制性能，采用表征系统动态性能的超调量、峰值时间、上升时间以及调整时间为评价指标，综合考虑影响系统性能的各种因素，应用可拓学方法对不同控制方式进行横向比较。首先由仿真结果得到各评价指标的量值，建立物元模型；再以关联函数为基础，对灰色预测PID控制和PID控制做出评价对比。结果表明，前者的控制效果优于后者，验证了灰色预测控制的有效性。关键词：发电机调速系统；灰色预测；GM(1，1)；PID控制；可拓评价AbstractWiththeincr

7、easingexpansionofmodempowersystem，asthebasistoensurethestableoperationofpowergdd，theresearchofpowersystemstabilityhasbeenpaidmoreandmoreattention．Toaddressthestabilityofpowersystemunderabigorsmallperturbation，thisdocumentstartedwiththegoverningsystem，proposesac

8、ontrolmethodofsynchronousgeneratorspeedcontrolsystembasedongraypredictiontheory,thencarriesoutcomputersimulationaboutthecontroleffect,andalsocarriesoutevaluationanalysiswork