基于MATLABSimulink的水轮机调节系统的仿真课件.ppt

1、LOGO基于MATLAB/Simulink的水轮机调节系统的仿真水轮机调节系统Company LogoPID调节器PID特点：特点：算法简单、控制效果好，具有一定的鲁棒性。Company Logo机械液压系统机械液压系统是一个二级放大结构，两级放大结构都是积分环节，前级放大结构积分系数很小，建模时可以忽略。Company Logo水轮机数学模型Company Logo引水系统Company Logo水轮机引水系统的模型可以分为刚性水击模型和弹性水击模型。在管道比较短（通常指长度小于600m 800m）且小波动的情况下，刚性水击模型能更准确地反映管道内流体的动态变化。弹性水击模型则适用于管道较长

2、或是大波动这两种情况。混流式水轮机模型中，eqx=0;而ex通常归附到发电机模型中，由此得到以下水轮机及引水系统的模型。发电机en=eg-exen:发电机组综合自调节系数eg：负载自调节系数ex：水轮机力矩对转速的传递系数Company Logo发电机为一阶惯性环节，它的传函为：水轮机调节系统仿真模型Company Logo空载频率扰动仿真Company Logo30354045505560657075804546474849505152535455时 间频率频 率 扰 动基于正交试验法的参数优化 工程上，PID控制参数的设定往往采用现场试验加经验公式的方法， 但受现场条件的限制，通过该方法得

3、到的控制参数不一定是最优的。这里在用经验公式进行参数整定的基础上，通过正交试验法对调节参数进行优化比较。Company Logo试验安排已知电站参数：Tw=1.62，Ta=6.67，根据斯坦因公式求出，bt=0.334; Td=4.86; Tn=0.81。以此作为中间水平，则4个因素的各自的3个水平见表5-2。Company Logo数据处理Company Logo极差分析Company Logo结果对比分析虚线虚线：M=26.8% T=12.5s实线实线2：M=5.44% T=8.95s实线实线3： M=0 T=9.38sCompany Logo水流惯性时间常数Tw 线1、2、3分别为Tw取

4、0.5、1.5、2.5时的仿真波形。随着Tw增大，系统动态性能逐渐恶化。Company Logo机组惯性时间常数Ta线1、2、3分别为Ta取5、7、9时的仿真波形。随着Tw增大，超调减小，有利于改善系统的稳定性，但是Tw过大会导致调节时间过长。Company Logo水轮机综合自调节系数en线1、2、3分别为en取0.5、1、1.5时的仿真波形。随着en的增大，系统超调量减小，稳态误差增大。Company Logo比例系数Kp线1、2、3分别为Kp去取3、5、7时的仿真波形。随着比例系数的增大，系统的动态特性逐步恶化。Company Logo积分系数Ki线1、2、3分别为Ki取0.1、0.5、1时的仿真波形。增大积分系数可以较小稳态误差，改善系统的稳态性能，但系统超调量增大。Company Logo微分系数线1、2、3分别为Kd取1、2、3时的仿真波形。随着Kd增大，超调量、调节时间减小，系统动态性能更好。Company Logo总结和展望Simulink建模简单、高效；水轮机调节系统是一个复杂的控制系统；正交试验法简单、高效，但是对初值依赖性高，要求工作人员有一定的实践经验。可以通过智能控制建立性能更佳的仿真模型。谢谢！The EndCompany Logo