水轮发电机组水门开度的鲁棒控制与仿真

摘要

水轮机调速系统是一个水、机、电的综合调节系统，做为水轮发电机组的一个重要辅助设备，其运行状态的好坏关系到整个系统输送功率的稳定性。本文在建立水轮机引水系统、水轮发电机组和电力网络的统一系统模型的基础上，应用状态反馈和动态反馈相结合的方法即SDM反馈线性方法求出最优的控制策略的解析表达式，在计算机仿真软件MATLAB中对其仿真，验证其合理性和有效性。
　　通过计算机仿真软件MATLAB将常规控制和非线性鲁棒控制效果进行对照比较。比照结果表明，采用非线性鲁棒控制的水轮机调速器可以明显的改善水轮发电组的抗干扰性，使系统在较短的时间内达到稳定状态。控制策略的解析表达式中可以看出非线性鲁棒控制的反馈变量含有频率、水门开度、电磁功率、机械功率，控制输出综合考虑了功率与频率的偏差，故在动态过渡中能起到较明显的作用。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 选题意义

1.2 水轮机调节的任务

1.3 水轮机调速器的发展及现状

1.4 水轮机调节策略的发展及现状

1.5 非线性控制理论的研究现状

1.6 本文主要工作

2 SDM混合反馈线性化方法概述

2.1 非线性鲁棒控制的基本概念

2.1.1 数学描述

2.1.2 L2空间

2.1.3 L2增益

2.1.4 Hamilton-Jacobi不等式和二人零和微分对策

2.2 SDM混合反馈线性化H∞方法

2.2.1 SD反馈线性化H∞方法

2.2.2 SM反馈线性化H∞方法

2.2.3 SDM反馈线性化H∞方法

2.3 本章小结

3 控制对象模型

3.1 水力系统动态方程

3.2 水轮机子系统动态方程

3.3 水轮机调速系统模型

3.4 本章小结

4 水轮机水门开度非线性鲁棒控制

4.1 水轮机非线性鲁棒控制模型

4.2 控制器的设计

4.3 MATLAB仿真

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文

致谢

参考文献