磁流变阻尼器在汽轮发电机电液伺服系统中的应用研究

论文摘要

国内汽轮发电机在采用顺序阀控制方式时，进汽调门有小幅振荡现象，这直接影响发电机的稳定运行，对发电质量产生极大的干扰。提高汽轮发电机电液伺服调速控制系统的低速特性是电力系统的主要任务之一。电液伺服调速系统由于存在干摩擦等诸多非线性因素的影响，在低速阶段产生跳跃式运动，即通常所说的爬行。爬行表明电液伺服系统不稳定，将严重影响汽轮发电机转速的稳定，进而影响汽轮发电机的供电频率。深入分析了汽轮发电机转速不稳定的原因是由于电液伺服系统在低速区性能不稳定，而影响电液伺服系统低速性能的主要因素是干摩擦，要提高电液伺服系统的低速性能必须对摩擦力进行补偿。建立了电液伺服系统存在干摩擦的非线性模型。爬行是极限环形式的振荡，具有不稳定非线性系统的特点，消除爬行必须从非线性领域出发，根据对爬行原因的分析，提出了补偿干摩擦的负刚度的办法。吸收了国内外在该领域的先进研究成果，总结了传统摩擦补偿方法的优点及不足，设计了一种新型磁流变阻尼器作为汽轮发电机电液伺服系统补偿阻尼，考虑到其模型的非线性，以及干摩擦模型存在扰动，采用智能控制的办法，设计一个RBF神经网络来控制磁流变阻尼器的输入电流，最终达到补偿系统干摩擦负刚度的目的。针对阻尼补偿后的汽轮发电机电液伺服控制系统，引入积分控制，通过线性状态反馈，实现系统的低速跟踪，用以提高此伺服系统的低速动态性能。仿真结果表明：闭环系统不再出现动态分俞，没有超调，具有良好的动态品质，完全达到了控制要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究意义
• 1.2 汽轮机电液伺服系统的优点及影响其低速性能的因素
• 1.2.1 汽轮机电液伺服系统的优点
• 1.2.2 影响汽轮机电液伺服系统低速性能的主要因素
• 1.3 电液伺服系统稳定性的国内外研究现状
• 1.3.1 电液伺服系统爬行的国内研究现状
• 1.3.2 电液伺服系统爬行的国外研究现状
• 1.3.3 提高电液伺服系统低速性能的措施
• 1.4 汽轮发电机电液伺服调速控制系统的发展趋势
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 电液伺服系统数学建模和控制方案研究
• 2.1 引言
• 2.2 汽轮发电机调速控制系统基本组成及控制原理
• 2.3 汽轮发电机电液伺服系统示意图
• 2.4 汽轮机电液伺服系统的动力学分析和数学模型的建立
• 2.5 汽轮机电液伺服控制系统动态分岔现象分析
• 2.6 汽轮机电液伺服调速系统改进方案的研究
• 2.7 本章小结
• 第3章 电液伺服系统磁流变阻尼器研究与设计
• 3.1 电液伺服系统磁流变阻尼器的设计原则
• 3.2 磁流变阻尼器磁流变液体的选取原则
• 3.3 电液伺服控制磁流变阻尼器的结构设计
• 3.3.1 电液伺服系统磁流变阻尼器结构类型的选择
• 3.3.2 电液伺服系统磁流变阻尼器磁路的设计与计算
• 3.3.3 电液伺服系统磁流变阻尼器材料的选取
• 3.3.4 磁流变阻尼器的主要结构参数确定及数学模型确立
• 3.4 本章小结
• 第4章 汽轮机磁流变阻尼器控制系统研究与设计
• 4.1 人工神经网络概述
• 4.2 汽轮机磁流变阻尼器控制系统的研究
• 4.3 汽轮机磁流变阻尼器控制系统的设计
• 4.4 电液伺服系统磁流变阻尼器的仿真实验
• 4.5 本章小结
• 第5章 汽轮机电液伺服系统阻尼补偿后积分控制
• 5.1 积分控制概述
• 5.2 线性化积分控制
• 5.3 电液伺服系统阻尼补偿后的积分控制
• 5.4 本章小结
• 第6章 汽轮发电机电液伺服系统的MATLAB仿真
• 6.1 计算机仿真简介
• 6.2 MATLAB/SIMULINK工具及其优越性
• 6.3 汽轮发电机电液伺服系统的仿真实验及实验结果
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录