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《数字PID调节器的正交优化设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、摘要在工业生产中，对于某些被控对象的结构及控制进程较复杂，影响因素多的复杂系统，常常难以建立精确的数学模型来描述系统的特性。在没有精确的数学模型的情况下，如何决定PID调节器的参数，使其控制品质较佳，是个关键问题，它关系到所要设计的控制系统的性能的优劣，对提高产品质量尤为重要。水轮机发电机组的调速系统就是一个这样的复杂系统，此系统具有非线性时变特性，其电力系统的稳定与调速器的有效和可靠的运行有关。迄今为止，目前的水轮机调速系统大多采用PID控制。此系统中的被控对象较复杂，且难以建立精确的数学模型，在对其进行PID调节器参数整定时，因采用常用工程整定方法限制条
2、件多，整定结果不佳，所以本设计就选用了一种基于规则的正交表进行参数整定的实验设计方法------正交优化设计法。首先，对选定的某水电站进行水轮机和调速器选型，再对其系统建立模型，然后利用正交优化设计法，通过仿真对水轮机调速系统进行数字PID调节器参数整定。整定结果表明该方法简单可行，性能指标选取方法法，Cohen—Coon整定法，稳定边界法等进行了对比分析，说明了正交优化设计在实际工程整定中的可行性和实用性。在此基础上，本设计还提出了正交优化法的改进研究，以提高正交优化法的精度。关键词：水轮机调速系统；正交优化设计；数字PID调节器；参数整定；仿真Abstr
3、actIntheindustrialproductionprocess,forsomecomplexsystems,theobjectstructuresandcontrolprocessesarecomplicated,andmanyfactorsinfluencethesystems,soitisoftendifficulttoestablishprecisemathematicalmodelstodescribethecharacteristicsofthesystems.Withoutaprecisemathematicalmodel,howdeci
4、dethePIDcontrollerparametersbecomesakeyproblem.Whichmayinfluencestheperformanceofthedesigningcontrolsystemandtheimprovementofthequalityofproducts.Thespeedgoverningsystemofthehydroturbinegeneratorsetisacomplexsystem,whichhasnonlineartime-varyingcharacteristics.Theeffectiveandreliabl
5、eoperationofthespeedgovernordecidethepowersystemstability.Sofar,thehydroturbinegoverningsystemsalwaysusePIDcontroller.Thecontrolledobjectofthissystemismorecomplicated,anditisdifficulttoestablishaprecisemathematicalmodel.Whensetthesystem’sPIDparameters,thecommontuningmethodshavesome
6、restrictionsandpoorsettingresults.Therefore,thisdesignadoptsanexperimentaldesignmethodwitharules-basedorthogonaltableforsettingparameters------orthogonaloptimaldesignmethod.Firstly,thisdesignmakeaselectionforthehydroturbineandspeedgovernorofahydropowerstation,andthenbuildmodelofthi
7、ssystem.Finally,theorthogonaloptimalmethodandsimulationareusedtosetthesystems’PIDparameters.Theresultsshowthatthemethodissimpleandfeasible,andhaveflexibleindexs,What’smore,thesettingresultsisaccuracyandrepresentative.Thismethodhasalreadybeencomparedwithcommonmethods,suchasZiegler-N
8、ichols,Cohen-Coon,stabiliz
