数字式励磁控制系统的研究与实现

论文题目: 数字式励磁控制系统的研究与实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 张代峰

导师: 王辉

关键词: 同步发电机,励磁控制,神经网络,可控硅整流

文献来源: 湖南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着发电机单机容量和电网规模的增大,发电机组及电力系统对励磁控制在快速性、可靠性、多功能性等方面提出了愈来愈高的要求,相应地,励磁控制在理论和实践上也在不断更新、发展和完善。近年来,数字式励磁调节器已逐步取代模拟式励磁调节器而成为同步发电机励磁调节器的主流。本文在与湖南紫光测控有限公司共同研制的微机励磁调节装置过程中,对励磁系统的关键技术进行了较为全面的从仿真到实验、从理论到实践的深入研究。文章首先对同步发电机励磁控制系统的基本理论进行了详细的论述,并结合神经网络技术的不依赖于被控对象的精确模型,可以基于较少的控制规则来得到控制信号,具有较强的鲁棒性的优点,提出了基于BP神经网络PID的励磁控制系统,在此基础上建立了同步发电机励磁控制系统的数学模型。仿真表明,神经网络PID控制算法较经典PID算法有更多的改善。接着本文对励磁控制系统具体的硬件与软件实现进行了深入的研究设计。对于硬件系统本文采取了全新的设计思想即CPU+PSD+专用脉冲触发集成芯片TC787的架构,既使硬件系统简洁又增加了其可靠性与准确性。软件系统中交流信号采样采用了FFT算法,这样就保证了交流信号的精度进而进一步提高了控制系统的品质。最后实验结果表明,该系统功能齐全、性能良好,可以适用于中小型同步发电机。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 励磁控制系统的发展

1.3 本文研究的内容

第2章励磁控制系统原理及数字模型

2.1 励磁控制系统的基本结构

2.2 励磁控制系统的分类

2.3 励磁控制系统的任务及作用

2.4 自并励励磁控制系统的基本原理

2.5 励磁控制系统的数学模型

2.5.1 励磁系统各环节的传递函数

2.5.2 励磁控制系统传递函数框图

2.6 本章小结

第3章基于神经网络PID的励磁控制系统研究

3.1 励磁控制器的神经网络PID控制策略

3.2 常规PID算法意义

3.3 人工神经网络介绍

3.3.1 神经网络的基本机理和结构

3.3.2 神经元的数学模型

3.3.3 BP网络简介

3.4 神经网络PID控制

3.4.1 基于BP神经网络自学习PID控制器

3.4.2 BP神经网络PID控制算法

3.5 励磁控制系统的仿真

3.5.1 MATLAB／SIMULINK简介

3.5.2 基于BP神经网络PID控制的励磁控制系统的仿真

3.5.3 经典PID励磁控制系统的仿真

3.6 本章小结

第4章数字式励磁控制系统的设计与实现

4.1 励磁控制系统的装置要求

4.2 励磁控制系统的硬件设计

4.2.1 励磁控制器硬件框图

4.2.2 励磁控制器硬件组成

4.2.3 实现具体功能的硬件部分

4.3 励磁控制系统的软件设计

4.4 励磁控制系统的运行及实验研究

4.4.1 励磁装置系统接线图

4.4.2 励磁控制器面板示意图

4.4.3 励磁控制系统的实验研究

4.5 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)

附录B (攻读学位期间参与的课题目录)

附录C (系统主程序代码)

发布时间: 2005-09-27

参考文献

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[9].同步电动机励磁控制系统研究[D]. 孙元辛.哈尔滨工业大学2008
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