小型水力发电机组调速系统的研究与设计

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1、分类号:密级：UDC：学号：406107212023南昌大学硕壬研究生学位论文小型水力发电机组调速系统的研究与设计TheResearchandDesignofSmallHydroUnitSpeedControlSystem罗敏培养单位（院、系）：信息工程学院自动化系指导教师姓名、职称：江智军教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：电力电子与电力传动论文答辩日期：年月日答辩委员会主席:评阅人:2015年月曰一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我

2、所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：签字曰期：年6月/円本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并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。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印

3、或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：导师签名（手写）：签字日期年^月/日签字日期：>〇(麁g月I円论文题目姓名嘗1学号212^1论文级别博4□硕士■院/系/所雇j'zfi淨

4、夂专业电力由子;r4力丨it/备注：#公开□保密（向校学位办申请获批准为“保密”，

5、年月后公开)摘要摘要水力发电系统是个复杂的系统，其中存在非线性环节，很难用常规的数学表达式表达。于是，我们在寻求一种，既简单又准确，不仅满足工程上的对静态性能的要求，而且有很好的动态性能，我们在实践中发现，很多水力发电机组调速系统中的步进电机在使用一段时间后，有很大被烧坏的可能，经研究发现，这主要是因为控制算法复杂，使得误动、盲动次数过多，导致步进电机在每次调速过程中发热过大，于是本文在总结前人基础之上，着重讨论一种基于九点控制算法的S7-1200PLC水轮机调速器。本文首先介绍了水轮机组调速系统的发展历

6、史，然后分别对机械液压型调速器、电气液压型调速器和微机型（PLC）调速器做了简单的介绍。并对现有的调速控制策略做了一些简述。着重讨论了PLC型调速系统，分析了一般微机型调速系统的各个组成部分。又讨论了一些智能控制算法，着重强调了一个受模糊控制启发而产生的九点控制算法，并且根据水轮机组各部分的特性，建立起各个模块的数学模型，在以上基础之上，具体分析了九点控制算法的一些特性，和应用在水轮机组调速系统的可能性，最后和PID控制做了对比，并给出仿真模型和对比波形。本文在分析以往的成果之上，采用西门子最新的一款PL

7、CS7-1200，对基于此款PLC的调速器进行了一般设计。根据调速器和S7-1200的特性，配置了I/O口资源，给出了硬件连接图，并有CAD附图，此外，给出了基于九点控制算法的软件流程图，以及核心算法梯形图。本文对于小型水力发电机组调速系统的研究和设计有一定的参考价值，对于新型智能控制算法应用到实际生产中也有一定的参考经验。关键词：水轮机组调速系统；九点控制算法；PLC；S7-1200；Matlab.IAbstractAbstractHydroelectricsystemisacomplexsystemi

8、nwhichnonlinearaspects,itisdifficulttoexpressinconventionalmathematicalexpressions.So,wewerelookingforabothsimpleandaccurate,notonlymeetthestaticperformancerequirementsengineering,andhasgooddynamicperformance,wefoundthatinpractice,manyhydroelectricunitoft

9、hesteppermotorspeedcontrolsystemafteraperiodoftime,thereisagreatpossibilityofbeingburned,thestudyfound,primarilybecausethecontrolalgorithmiscomplex,makingmalfunction,rashnesstoomanytimes,causingthesteppermotorateach