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第 1 期(总第 140 期) 机械工程与自动化 N o 1
2007 年 2 月 M ECHAN ICAL EN G INEER ING & AU TOM A T ION Feb
文章编号: 1672 6413 (2007) 01 0010 02
M A TLAB 软件在某新型水轮机调速器设计上的应用
杨晓红
(华北电力大学机械工程学院, 河北保定 071003)
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摘要: 水轮2机调速装置是水电站实现自动化控制的重要设备, 它的运行正常与否直接影响着水电站的安全运
行。针对目前水轮机调速器模型仿真中存在的问题, 利用M A TLAB 软件中所提供的 Simulink 图形仿真工具
箱代替编程式仿真的方法, 对某新型水轮机调速器的设计进行了性能仿真。该方法具有融数值计算、可视化建
模和图形输出于一体的特点, 能满足水轮机调速器设计工作的要求, 具有较广泛的应用前景。
关键词: M A TLAB; Simulink; 水轮机调速器; 仿真
中图分类号: T K733∶T P273 文献标识码: A
0 引言进实用的工具箱, 其中最著名的就是 Simu link 系统仿
水轮机调速装置是水电站中的一个重要组成部真工具箱。该工具箱为用户提供了一个可视化的动态
分, 是水电站实现自动化控制的主要设备。水轮机调仿真环境和图形界面, 在这个环境中, 用户可以利用
速系统设计是否合理会直接影响水电站设备的运行安鼠标或键盘完成面向框图系统仿真的全部过程, 并且
全和经济效益。水轮机调速器经历了机械液压式、模可以更加直观、快速和准确地达到仿真的目标。对于
拟电液式和数字电液式三个发展阶段。无论采用哪种线性系统的各种环节以及典型的非线性环节如间隙、
形式的水轮机调速装置, 要使它能够完成对水轮机调死区和饱和等都有相应的模块, 用户只需根据实际系
速的任务, 就需要设计出一套适合于此装置的闭环控统选用相应的模块将它们连接起来即可进行仿真。由
制系统, 并且对其进行计算机仿真试验以分析和验证传统繁琐费时的程序编写工作转换为简单的框图连
它的可靠性。以前水轮机调速器电液随动系统的设计接, 它具有直观、方便、灵活的优点。
和仿真大多是通过获得系统的数学模型后, 利用各种 Simu link 工具箱拥有输入源(Sou rces)、输出方式
高级计算机语言编写相应的专用仿真程序进行系统的(Sink s)、离散环节(D iscrete)、线性环节(L inear)、非
仿真, 以获得相关的系统设计参数。这种方法开发起线性环节(N on linear) 和连续与接口(Connection s) 等
来比较耗时, 其通用性也较差。如何针对系统的数学子模型库, 而且每个子模型库中包含有相应的功能模
模型快速地完成对水轮机调速器的设计和仿真是迫切块, 用户也可以定制和创建自己的模块。Simu link 工
需要解决的问题。而M A TLAB 软件中的 Simu link 仿具箱为用户提供了用方框图进行建模的图形接口。用
真工具箱就是解决水轮机调速器设计仿真的利器。 Simu link 创建的模型可以具有内存结构, 因此用户可
1 M ATLAB 软件 Si