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介绍柴油发电机组调速方法
1面向Simulink数字调速系统框图
在建立了柴油发电机组调速系统的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制,变速积分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。
1.1常规PID控制
首先看常规PID控制,下面是它的系统仿真框图,这是常规采用的PID控制系统图,通过对真实控制系统绘制仿真框图,观察采用常规PID控制效果。
1.2不完全微分PID控制
下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图2不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分,这是用来改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
1.3变速度积分PID控制
下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。
1.4模糊PID控制
自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合,吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力,能够自动识辨被控过程参数、河北保定本地自动整定控制参数,能够适应被控过程模型参数的变化;其次它又具有常规PID控制器结构简单、河北保定本地鲁棒性强、河北保定本地可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。
如果用模糊控制箱设计出模糊控制器,再在Simulink中建立系统仿真模型,把模糊控制器模块和我们设计的FIS结构连接起来,就可以对它进行仿真研究了,系统仿真框图的建立关键是对PID三个参数Kp,Ki,Kd的整定,这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。
下面从系统的稳定性、河北保定本地响应速度、河北保定本地超调量和稳态精度等各方面来考虑Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊规则表。
(1)比例系数Kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。Kp越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但容易产生超调,可能会导致系统不稳定。Kp取值过小,会降低调节精度,使响应速度变慢,延长调节时间,使系统动态和静态特征变坏。
(2)积分作用系数Ki的作用是系统的稳态误差。Ki越大,系统的静态误差越快,但Ki过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。但Ki过小会使系统的静态误差难以,影响系统的调节精度。
(3)微分的作用系数Kd的作用是改善系统的动态特征,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但Kd过大,会使响应过程提前制动,延长了调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。
2对系统进行仿真研究
建立了系统的仿真框图后,就可以对系统进行仿真研究,就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制,不完全微分PID控制,模糊自适应PID控制的比较,并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对柴油发电机组调速系统的快速理解,并初步地分析出我们需要的控制参数,对系统的研究有积极作用。
系统仿真图通过MATLAB中的模糊控制箱实现,同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的,基本可以反应控制系统的基本情况,可以起到很好的仿真模拟作用。
首先,比较常规PID控制和变积分PID控制,变速积分PID通过改变积分项的累加速度,使得它和偏差大小相适应,偏差大的时候,积分慢;偏差小时,积分快,这就可以减少超调,同时更好地静差。
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发电机的失磁将产生的不良影响
一、河北保定附近发电机失磁的主要现象特征:
无功电力表反指,定子电流周期性摆动,有功负荷稍低,定子电压降低,转子电压、河北保定附近电流根据故障点的不同有不同的指示,转子回路断线时,电压升高,电流为零;励磁机励磁回路或电枢回路断线,电压、河北保定附近电流近于零。
二、河北保定附近发电机的失磁将产生的不良影响:
1.对发电机本身的不良影响:
(1)发电机失步,将在转子的阻尼系统、河北保定附近转子铁芯的表面、河北保定附近转子绕组中产生差频电流,引起附加温升,可能危及转子的。
(2)发电机失步,在定子绕组中将出现脉冲的电流,或称为差拍电流,这将产生交变的机械力矩,可能影响发电机的。
2.对电力系统的不良影响:
(1)发电机未失磁时,要向系统输出无功,失磁后,将从系统吸收无功,因而使系统出现无功差额。这一无功差额,将引起失磁发电机附近的电力系统电压下降。
(2)由于上述无功差额的存在,若要力图补偿,必造成其它发电机过电流。失磁电机的容量与系统的容量相比,其容量越大,这种过电流就越严重。
(3)由于上述的过电流,就有可能引起系统中其它发电机或其它元件被切除,从而导致系统瓦解,造成大面积停电。
至于失磁后发电机能带多少负荷,取决于发电机的异步转矩特性和调速系统特性,研究试验表明,发电机失磁后,如将有功负荷迅速降至额定值的40-50%,有可能在低滑差状态下运行一段短时间(几十分钟),对发电机并无损害。
三、河北保定附近对发电机失磁有两种处理方法:
(1)凡本类型机组进行过失磁试验,证明可以短时间无励磁运行的,失磁后应在规定时间之内减少有功功率至规定值.
(2)若厂用电电压过低,应将厂负荷倒至备用电源带,然后迅速查找失磁原因并加以,恢复同步;未进行过失磁试验或经试验及论证不适于无励磁运行的机组,应由失磁保护切除或手动解列停机。
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