考虑量化效应扭振观测器设计

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1、第29卷第8期中国电机工程学报Vol.29No.8Mar.15,2009702009年3月15日ProceedingsoftheCSEE©2009Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号：0258-8013(2009)08-0070-05中图分类号：TM331；TM712文献标志码：A学科分类号：470⋅20考虑量化效应的扭振观测器设计徐志强，范轶，郭钰锋(哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，黑龙江省哈尔滨市150001)DesignofTorsionalOscillationObserverWithQuantizationEffectsXUZhi-qiang,FANY

2、i,GUOYu-feng(SchoolofEnergyScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Heilongjiang,Harbin150001,China)ABSTRACT:Atorsionaloscillationobserverbasedonthe外研究者开展了大量的研究工作[4-5]，文献[6]提出扭generalobserverwasdiscussedtoestimatethespeedofthe振频率微弱信号的混沌检测方法，文献[7-8]实际检turbinegenerator.Thedynamicchara

3、cteristicsofstandard测了电厂发电机组轴系扭振参数。Luenbergerobserverwithquantizationeffectswerestudiedby考虑扭振特性后汽轮发电机组轴系是一个分Lyapunovstabilitycriterion.Itisconcludedthatthestate[9-11]布参数的柔性转子，沿轴向不同位置的转速扭estimateerrorcannotasymptoticallyconvergetozeroin-the-largeinpresenceofquantizationeffects.Bymodeling振分量不尽

4、相同，扭振测量结果与测点位置密切相thequantizersasdeterministicmemorylessnonlinearities,a关。因此只有布置更多的测点，才能更全面地反映sufficientconditionfortheasymptoticalconvergenceof轴系的扭振状态。但是由于机组所安装的传感器不observerwasderived.Anewtorsionaloscillationobserverwas能太多，同时在所要求的特殊位置也有可能不方便introducedwhichcanguaranteetheasymptoticconvergence

5、of安装测点，这种措施有其局限性。trackingerrorifthesystemmatrixisHurwiz.文献[12]提出采用状态观测器，通过测量可测KEYWORDS:turbinegenerator;tensionaloscillation;state量的轴系前后2个基面的转速(即高压缸和励磁机observer;quantizationeffects转子转速)观测轴系的刚性转速，以及各阶扭振模态摘要：讨论了基于状态观测器的汽轮机轴系扭振测量方法，转速，解决了由于测点安装困难对轴系扭振测量的采用李亚普诺夫稳定性判据分析存在量化效应的条件下标不利影响。准龙贝格观测器的动态特

6、性，指出由于数字系统中的有限字然而扭振观测器是由数字计算机实现的。由于长效应(量化效应)会使观测器的跟踪性能恶化，估计误差不数字系统中A/D设备存在着有限字长效应(量化效能在大范围内渐进收敛。该文通过把量化器作为一个确定性[13-14]应)，会使观测器的跟踪性能恶化，有可能使观的无记忆非线性环节，导出了一个在存在量化效应条件下保证观测器渐进收敛的充分条件。在此基础上改进了汽轮机轴测到的扭振分量在大范围内工作时无法渐进收敛。系扭振观测器，保证当原系统矩阵满足赫尔维茨条件时观测而另一方面汽轮发电机组轴系的扭振分量一般相器的状态估计误差渐进收敛。[15-16]对比较小，从而使量化效应

7、造成的误差相对较[2,6]关键词：汽轮发电机组；扭振；状态观测器；量化效应大，因此有必要对量化效应对扭振观测器性能的影响以及补偿方法进行研究。0引言本文针对考虑量化效应后扭振观测器的设计汽轮发电机组的轴系扭振现象能够在不知不问题，首先分析量化效应对经典龙贝格(Luenber-觉中损坏轴系，造成重大经济损失，因此汽轮发电ger)观测器动态特性的影响，并针对状态估计误差机组轴系扭振监测和控制的研究对大型汽轮发电在存在量化效应条件下无法渐进收敛的问题，提出机组的灾变防治和经济运行具有重大意义，扭振