基于xPC的可逆式机组半实物实时仿真的研究与设计

摘要

抽水蓄能电站对于电网的稳定具有十分重要的意义。因此对于各种控制策略下可逆式机组过渡过程的研究就显得非常重要。对水泵水轮机进行模型试验，其代价不菲，而且实测数据难以获得，所以计算机仿真技术常常作为研究可逆式机组过渡过程的首选方法。半实物仿真接入了实际部件以及考虑到了噪声等干扰的影响，与纯计算机数字仿真相比，半实物仿真更加接近于实际情况，能够更好地揭示可逆式机组过渡过程的规律。
　　为了能够更好地研究可逆式机组控制策略，更好的研究可逆式机组过渡过程的规律，采用了MATLAB提供的xPC目标与X20控制器搭建半实物仿真平台。在本半实物仿真平台中，使用xPC目标模拟可逆式机组被控对象部分，使用PCI-1711数据采集卡采集控制信号（AI）和反馈信号（AO），采用X20控制器模拟调速器，实现半实物仿真平台的研究与开发。
　　基于xPC的可逆式机组半实物仿真平台的关键技术包括：针对xPC的双机模式，完成目标机的U盘启动，在目标机上加载实时内核，并实现目标机与宿主机之间的通信；针对采集控制信号和反馈信号的PCI-1711数据采集卡，使用S函数编写驱动程序，并通过分析数据采集卡的三种触发方式的优缺点，选择外部触发方式实现与X20控制器之间的同步，完成数据的实时采集；按照所研究的可逆式机组调节系统的数学模型在SIMULINK下搭建仿真对象模型，在半实物仿真实验当中按照实时性要求、采样定理的要求，以及所搭建模型的实际情况，确定可逆式机组半实物仿真实验的采样周期。针对线性空载扰动工况，结合白莲河抽水蓄能电站的数据，进行半实物仿真实验，分析实验结果，以验证半实物仿真平台的实时性和可靠性。

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1 绪论

1.1可逆式机组半实物仿真意义及目的

1.2半实物仿真概述

1.3 基于xPC的可逆式机组半实物仿真平台总体设计

1.4 本文章节结构

2 基于xPC的半实物仿真系统的集成

2.1 xPC宿主机与目标机连接方法

2.2 目标机启动

2.3 U盘启动盘制作

2.4 搭建和测试xPC

2.5驱动程序模块

2.6 三种触发方式保证实时性分析

2.7本章小结

3 基于xPC的可逆式机组实时仿真建模

3.1 选取采样周期

3.2 仿真对象的模型搭建

3.3 本章小结

4 基于xPC半实物仿真实验平台的测试以及可逆式机组的

4.1 数据采集卡驱动程序测试

4.2 线性模型实验结果

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1总结

5.2 展望

致谢

参考文献