基于MATLAB/GUI及实时视窗目标水轮机调速器测试系统开发

摘要

水轮机调速器是发电机组的重要控制设备,其调节性能的好坏直接影响着机组的安全可靠运行和电网供电的质量。为了检验调速器的各项性能指标,无论是出厂前还是安装或检修后都要对其进行全面测试。目前,水轮机调速器的试验通常是在完成出厂静态测试后,在真实机组上完成动态试验和参数的最终整定。为了寻找出符合现场的最佳参数常常需要进行多次反复试验,这样会对机组造成很大冲击。如果在出厂前能够全面掌握其静、动态控制性能,可有效减少真机试验次数。因此,有必要开发出一套水轮机调速器静、动态特性试验测试系统,以减轻机组的试验压力。本文开发了基于MATLAB/GUI及实时视窗目标环境下的水轮机调速器静、动态试验的测试系统。通过MATLAB/GUI图形用户接口设计了调速器测试系统总体人机界面,把调速器的静、动态特性试验以及试验结果处理在一个集成平台上完成,实时的数据采集是通过实时视窗目标在Simulink环境进行可视化编程,能够十分方便、实时准确地获得测试系统所需要的试验数据。测试系统采用了研华工控机、相应的数据采集卡以及测频与变频卡等硬件为核心,对调速器的静特性试验及空载扰动试验、甩负荷等动特性进行测试仿真试验。试验结果表明,该测试系统具有硬件设备简单可靠、程序便于修改、实时性好、直观易操作等优点,能够达到水轮机调速器静、动态试验要求,具有较好的工程实用价值和应用前景。

目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 引言

1.2 测试系统的发展现状

1.3 问题的提出

1.4 论文主要内容和结构安排

2 测试系统开发方案

2.1 硬件回路仿真技术概述

2.1.1 传统的系统开发方法

2.1.2 并行开发过程

2.1.3 快速原型化与硬件在回路仿真

2.2 数据采集系统平台的选择

2.2.1 Simulink仿真的实时工具RTW简介

2.2.2 xPC目标

2.2.3 实时视窗目标

2.2.4 dSPACE系统平台和LabVIEW

2.2.5 数据采集工具箱

2.2.6 数据采集系统平台的选定

2.3 图形用户界面的概述

3 MATLAB图形用户界面

3.1 MATLAB/GUI简介

3.2 GUI对话框设计

4 实时数据采集

4.1 测试系统用到的硬件设备

4.2 实时视窗目标系统测试

4.2.1 在模块中添加采集卡类型

4.2.2 设置仿真参数

4.2.3 设置RTW选项卡

4.2.4 采集信号存储

4.3 数据采集系统

5 水轮机调速器测试功能的实现

5.1 静态特性试验

5.1.1 水轮机调节系统的静态特性指标

5.1.2 静特性试验内容

5.2 动态试验项目及要求

5.2.1 空载扰动试验

5.2.2 甩负荷试验

6 结论

致谢

参考文献

附录