基于模糊免疫pid控制发电机励磁控制器优化研究

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1、研究与开发基于模糊免疫PID控制的发电机励磁控制器的优化研究李帅于少娟(太原科技大学电子信息工程学院，太原030024)摘要介绍了同步发电机励磁系统的组成结构，针对传统励磁控制系统采用PID控制器的不足，将模糊控制算法和非特异性细胞免疫原理与传统PID控制相融合的模糊免疫PID控制策略。在Matlab／Simulink仿真环境中建立起仿真模型，分别对励磁控制系统设计了PID控制器、模糊自适应PID控制器、模糊免疫PID控制器并一一进行仿真，通过对比各个策略的仿真波形得出模糊免疫PID控制器在控制性能上优于传统的PID控制器和模糊自

2、适应PID控制器，验证了所提出控制策略的有效性和优越性。关键词：励磁控制系统；同步发电机；模糊免疫PID控制器StudyonOptimizationofGeneratorExcitationControlSystemBasedonFuzzyImmunePIDLiShuaiYuShaojuan(TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,Taiyuan030024)AbstraetIntroductionwasmadetothestructureofSynchronousgeneratorexci

3、tationsystem．contraposetheshortcomingsofthetraditionalPIDcontroller,aPIDfuzzyimmunecontrollerwaspresentedwiththecombinationoffuzzycontro1andimmunefeedbackmechanismwiththeconventionPIDcontro1．ViaasimulationmodelinMATLAB／Simulinkenvironment．emulationwasimplementedinthre

4、eways：PIDcontroller、fuzzyadaptivePIDcontrollerandfuzzyimmunePIDcontroller．TheresultsshowedthatthecontrolperformanceoffuzzyimmunePIDcontrollerwassuperiortoPIDcontrollerandfuzzyadaptivePIDcontroller．theresultsconfirmedtheeffectivenessandsuperiorityofthecontrolmethod．Key

5、words：excitationcontrolsystem；synchronousgenerator；fuzzyimmunePIDcontroller随着电力系统的规模不断地扩大，保障电力系的高效运行，必须保证发电机运行的可靠性，并提统可靠稳定地运行以提供合格的电能质量和良好的高其动态品质，而传统的PID励磁控制器已经不能动态品质显得愈来愈重要。作为电力系统的重要组很好地满足这一要求，因此，寻找更好的控制方法成部分，同步发电机励磁控制系统的性能直接影响己经成为亟待解决的问题。由于励磁控制系统是非到系统的电压波动、无功功率的分配和抗

6、干扰能力线性的，而且内部有很多不确定的因素，传统控制等。还能通过对励磁控制系统附加控制，抑制电力方法控制起来比较困难。鉴于此，本文设计了模糊系统次同步振荡，对电力系统的稳定运行有十分重免疫PID控制器，并对控制性能进行了仿真验证。要的作用。1同步发电机励磁系统传统励磁控制器采用PID控制，具有结构简单，易于实现的优点，有着广泛的应用范围，虽然其具1．1励磁系统结构有一定的鲁棒性，但是其控制效果较差，随着电力对发电机励磁控制直接影响到电力系统输送功系统的规模和容量的不断扩大，要想继续保证系统率的能力，对电力系统的稳定性也有重要意义，

7、同山西省研究生优秀创新项目(20133112)6I啦l

8、l技攥2013~11期山西省高校科技研究开发项目(20081013)太原科技大学校博科技研究启动基金(20122033)研究与开发步发电机的励磁系统包括主励磁系统和调节系统两由整流滤波电路、测量变压器、测量比较电路组成个基本组成部分，主励磁系统又分为直流励磁系统的电压测量比较单元的作用为：将发电机输出端电压变和交流半导体整流励磁系统。励磁调节系统包括常成与其成正比的直流电压，在一般情况下，电压互感器规的励磁调节器即AVR和抑制有功振荡的电力系和测量变压器等含有电磁元件的器件均

9、不会发生磁路统静态稳定器PSS[”。励磁系统的组成图如图1所饱和的情况，因此，可以等效为一阶滞后环节[4】。示，该图中各个元件代表的意义如表1所示。)=式中，为发电机输出端电压，为测量比较单元的输出量，为电压增益值，为测量电路的时间常数。3)移相触