文档介绍：中南大学
硕士学位论文
基于智能控制的同步发电机励磁系统研究
姓名:班立权
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:鲁五一
20050301
摘要出,对控制系统的要求越来越高。同步发电机励磁系统作为内燃机车的关键设备,其性能直接影响机车运行的安全和稳定。由于同步发电机存在涡流、饱和等现象,系统工作点时常变化,使得单一参数控制器的控制性能恶化,甚至难以满足要求。另一方面,人工整定控制器参数费时费力,难以保证控制效果。传统的励磁机组励磁控制方式效率低、惯性大,不利于本文提出了一套新型晶闸管整流励磁系统,采用整流技术控制同步发电机的励磁,取代传统励磁机组方式,将提高励磁系统的控制性能。针对同步发电机参数时变等特点使用递推最小二乘算法在线辨识系统参数,采用极点配置法进行参数整定。提出变参数控制算法解决传统刂破骺针对在线参数辨识时间长等缺点,提出模糊自整定控制器。在系统参数辨识的基础上建立知识库,制定模糊控制规则,采用模糊推理建立模糊决策表,对控制器参数进行在线自整定。当系统进入结构改变等未知状态时,转入在线参数辨识模式,辨识成功后,更新模糊决策表,使系统具有对晶闸管整流励磁系统取代励磁机组方式进行了试验研究,对变参数控制算法、递推最小二乘参数辨识算法和模糊自整定控制算法进行了大量仿真,对各种算法进行了验证。结果表明模糊自整定控制算法能够提高系统的控制性能,为解决现有问题提供了·种有效途径。晶闸管整流励磁系关键词:同步发电机励磁系统,递推最小二乘算法,变参数算法,模糊自随着铁路高速重载的快速发展,机车安全稳定运行的重要性日益突系统控制性能的改进和提高,难以满足铁路高速重载的需求。速性和稳定性之间的矛盾,改善了系统的性能。自学习功能。统完全满足内燃机车的要求,具有较大的推广价值。校正算法硕士学位论文
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师签名盔兰二日期:巫年虏萑日期:竺阓生月寻日作者签名:塑至塾导关于学位论文使用授权说明原创性声明作者签名:』盟立互本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校明。有权保留学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文;学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。
第一章绪论同步发电机励磁系统同步发电机参数辨识方法综述同步发电机是内燃机车的主设备,由柴油机直接拖动,发出三相交流电给机车电力系统供电。励磁控制系统是同步发电机的一个重要组成部分,它根据发电机及电力系统运行的要求,自动调节输出的励磁电流,控制同步发电机机端电压,维持发电机机端电压恒定或在给定的范围内。在发电机或者电力系统发生故障的情况下,完成发电机保护功能。励磁系统控制不仅控制同步发电机的端电压,而且还控制发电机的功率和电流等。由于这些参数直接影响系统的运行状态,所以励磁系统与发电机及其机组相联的电力系统的运行经济指标和运行稳定性密切相关。随着发电机容量和负载容量不断增大,而且电力系统在实际运行中也存在各种不确定性,如稳态运行时负载的波动、故障引起的系统拓扑结构的改变等,电力系统及发电机对控制的快速性、可靠性、稳定性等方面提出了更高的要求,需要更优的励磁控制。另一方面,技术的发展为励磁系统的改进提供了可能。现代同步发电机系统励磁技术正在经历深刻的变革,随着大功率电力电子器件的广泛应用,以晶闸管整流装置为代表的静态励磁正在逐步取代旋转整流器构成的传统三机励磁方式。随着数字控制技术、计算机技术及现代控制理论的发展和日益成熟,以微处理器为主要特征的数字电子技术正在应用到现代励磁调节器控制系统之中,取代晶体管或集成电路构成的传统模拟式励磁调节器。由于微处理器具有强大、快速的运算能力和逻辑判断功能,数字式励磁系统可执行十分复杂的控制算法。励磁系统的改进主要有两个方面:一方面是励磁系统本身即励磁控制方式的改进研究,另一方面是励磁控制器的改进研究和参数整定优化。本文采用三相整流技术对励磁控制方式进行改进研究和设计,然后在对同步发电机参数辨识的基础上进行励磁控制器参数的整定研究。下面对同步发电机参数辨识技术和控制器参数自整定技术的发展做一下介绍。同步发电机系统动态数学模型或动态等值参数