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水轮机调节系统的MATLAB仿真模型

更新时间：2019-09-25 07:04:04 大小：306K 上传用户：杨义查看TA发布的资源 标签：matlab 下载积分：0分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(1) 举报

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文档为水轮机调节系统的MATLAB仿真模型总结文档，是一份不错的参考资料，感兴趣的可以下载看看，，，，，，，，，，，，，

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水轮机调节系统的MATLAB仿真模型.pdf 306K

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第 33 卷 ꢀ第 4 期  
2009 年 8 月 20 日  
Vol. 33 ꢀNo. 4  
Aug. 20 , 2009  
水轮机调节系统的 MATLAB 仿真模型  
魏守平  
华中科技大学水电与数字化工程学院 , 湖北省武汉市 430074  
(
)
摘要 : 介绍了水轮机调节系统建模及其分析方法。仿真模型是基于 MA TLAB Simulink 建立的 ,  
能实现水轮机调节系统空载运行、甩 100 %额定负荷、接力器不动时间、孤立电网运行和一次调频  
等动态过程的仿真。仿真结果有助于加深对水轮机调节系统基本原理的理解 ,也有助于了解被控  
(
)
(
制系统参数 调节对象 和水轮机控制系统 调速器 参数对水轮机调节系统动态特性的影响。  
)
关键词 : 水轮机调节系统 ; 仿真模型 ; MA TLAB  
中图分类号 : TV734. 4 ; TM312  
不动时间特性仿真、一次调频特性仿真和孤立电网  
0 ꢀ引言  
运行特性仿真等。  
在科学研究和工程应用的建模中 ,美国 Math  
Works 公司推出的 MA TLAB 软件 ,因为其高效、直  
观的编程语言 ,同时又是以众多的数学和工程函数  
为基础的集数据分析、数据可视化、应用程序界面、  
图形处理等功能为一体的科学计算平台 ,成为科学  
研究和工程建模过程中的首选工具[1 ] 。MA TLAB  
1 ꢀ水轮机控制系统( 调速器) 的 PID 调节模  
块[8 ]  
微机调节器 PID 调节模块的传递函数为 :  
yPID  
yin  
KD s  
T1V s + 1  
KI  
s
= KP  
+
+
(
(
)
(
) )  
MA Trix 矩阵 LABoratory 实验室 以现代计算  
Δ
Δ
(
)
yin  
yin  
=
=
f′+ e pc - p  
p
机软硬件技术为基础 ,建立了包括交互式图形用户  
界面的表述、分析和计算方法 ,是当代内容丰富、功  
能强大、使用方便、界面直观的国际公认的标准计算  
软件。  
(
)
f′+ b yc - y  
p
( )  
1
Δ
f = f c - f  
Δ
Δ
0
|
f | < ef  
Δ
Δ
Δ
f - ef  
f + ef  
f ≥ ef  
f′=  
对水轮机调节系统建立包括非线性环节在内的  
数学模型进行仿真 ,可以经济、方便、直观、迅速地研  
究其静态和动态特性 ,许多在现场无法进行或不宜  
Δ
f ≤ - ef  
或采用另外一种表达形式 :  
Tn  
多次重复进行的试验 ,都可以利用模型对其仿真[2 ]  
值得着重指出的是 :水轮机调节系统[327 ] 是一个  
复杂非线性、非最小相位系统 ,但在建立数学模型的  
过程中 ,不可避免地要忽略一些次要因素 ,对模型进  
行简化 ,要想用模型仿真准确地反映水轮机调节系  
统的实际过程并得到定量的结论 ,是十分困难的 ,只  
能从定性的、比较的意义上对其进行仿真 ,为实际工  
作提供定性分析及决策支持 ;对于一些新的控制规  
律 ,也可以开展仿真工作 ,但是应充分认识其局限  
性 ,不要根据其结果就轻易下结论 ,一定要采取理论  
与实际相结合的科研方法 ,在工程实际中加以验证。  
作者研究开发的基于 MA TLAB 的 STXTFZ21  
水轮机调节系统仿真软件 ,可以进行水轮机调节系  
统的空载特性仿真、甩 100 %负荷特性仿真、接力器  
。
s
yPID  
yin  
Td + Tn  
b Tn  
t
b
t
1
=
+
+
b Td s  
t
T1V s + 1  
Δ
(
)
p
yin  
yin  
=
=
f′+ e pc -  
p
Δ
(
)
f′+ b yc - y  
p
( )  
2
Δ
f = f c - f  
Δ
f | < ef  
0
|
Δ
Δ
Δ
f ≥ ef  
Δ
f - ef  
f + ef  
f′=  
Δ
f ≤ - ef  
式中 : b 为暂态转差系数 ,取 0～1. 0 ; Td 为缓冲时  
t
间常数 ,整定范围为 2 s～20 s ; Tn 为加速度时间常  
数 ,整定范围为 0～2 s ; KP 为比例增益 ,整定范围为  
0. 5～20 ; KI 为积分增益 ,整定范围为 0. 05 s- 1  
～
10 s- 1 ; KD 为微分增益 ,整定范围为 0～5 s ; pc 和 p  
(
分别为机组功率给定和机组功率 用于功率调节模  
收稿日期 : 2009206209。  
)
(
式 ; yc 和 y 分别为导叶开度给定和导叶开度 用于  
— 7  
—

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