三級無刷發(fā)電機組控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計及其智能控制研究.pdf

1、近年來隨著全球范圍內的能源與動力需求結構以及環(huán)境保護等要求的變化,微型燃機發(fā)電技術得到了電力、能源等有關部門的高度關注。由于其能源轉換效率高,對環(huán)境無污染,作為一個典型的并且切合實際的電力系統(tǒng)供電解決方案已經被廣泛接受。三級無刷發(fā)電機組是微型燃機發(fā)電機組中廣泛應用的一種結構,其勵磁控制系統(tǒng)設計的好壞直接影響發(fā)電機的運行性能?，F(xiàn)代控制理論和計算機技術的飛速發(fā)展為數(shù)字式勵磁控制系統(tǒng)的深入研究提供了理論和物質基礎,同時這些也加快了數(shù)字式勵磁控

2、制系統(tǒng)的發(fā)展速度。目前數(shù)字式勵磁控制系統(tǒng)已經逐步取代模擬式勵磁控制系統(tǒng)而成為同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的主流。控制方法也由傳統(tǒng)的PID控制向智能控制發(fā)展。論文正是在這樣的背景下,以東北大學和沈陽航天新光集團合作開發(fā)的三級無刷微型燃機同步發(fā)電機組勵磁控制系統(tǒng)為研究對象,對開發(fā)出的數(shù)字式勵磁控制系統(tǒng)做出了優(yōu)化及改進。本文的主要工作有:(1)針對原系統(tǒng)無法實現(xiàn)發(fā)電機輸出三相交流電相序檢測的問題和系統(tǒng)軟件遇到故障不能自動復位的情況,論文提出了一種基

3、于DSP實現(xiàn)的三相交流源相序檢測方法并實現(xiàn)了軟件多點監(jiān)測的看門狗復位功能。(2)針對系統(tǒng)不能采用裸露JATE口燒寫程序的要求,論文巧妙利用串行SCI通訊口代替JATE口實現(xiàn)程序燒寫。此外論文還提出一種基于串行SCI通訊口有效的軟件加密方法,有效的解決了知識產權的保護問題。(3)針對原系統(tǒng)軟件代碼冗余且運行不穩(wěn)定的情況,本文對其進行了優(yōu)化處理,不僅提高了系統(tǒng)代碼執(zhí)行效率,而且使系統(tǒng)軟件運行更加穩(wěn)定。此外本文還提出了兩種代碼執(zhí)行效率的測試方

4、案。(4)針對原系統(tǒng)采用簡單PID設計的勵磁控制器效果不能完全滿足項目要求的情況,本文結合積分分離的PID控制理論和不完全微分PID控制理論,對原系統(tǒng)的勵磁控制器進行了優(yōu)化設計,并在實際運行機組上獲得了令人滿意的控制效果。(5)針對被控對象的非線性和時變性,提出了一種模糊自調整PID勵磁控制策略,并利用模糊數(shù)學的理論,計算出了模糊控制表,實現(xiàn)了離線計算在線查表的模糊控制方式,節(jié)約了大量系統(tǒng)資源。通過MATLAB仿真實驗驗證了模糊自調整P