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专利号: 2019106570694
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 液力机械或液力发动机;风力、弹力或重力发动机;其他类目中不包括的产生机械动力或反推力的发动机
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种抑制调压室引起被控参数低频波动的PID控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、采用傅里叶级数从被控参数测量信号i(k)中提取被控参数主波信号im(k),将其输入至PID控制器,得到PID输出值yPID(k);

步骤1.1、根据傅里叶级数得到调压室引起的被控参数振荡基波过程为:采用和式代替积分,对式(12)进行离散,得到被控参数基波信号ib(k):其中,k为采样次数,ΔT为采样周期,N为1周期内的采样次数,Tb为调压室引起的被控参数振荡周期,t为时间,a1为余弦分量系数,b1为正弦分量系数,j为计数器;

步骤1.2、由所述被控参数测量信号i(k)减去被控参数基波信号ib(k)得到被控参数主波信号im(k):im(k)=i(k)-ib(k)  (14);

其中,在PID调速器工作在频率模式时,被控参数i为机组频率x,PID调速器工作在功率模式时,被控参数i为机组功率p;

步骤1.3、将所述被控参数主波信号im(k)输入至PID控制器进行比例、积分、微分运算,得到PID输出值yPID(k):yPID(k)=fPID[im(k)]  (15);

其中,fPID为PID计算关系;im(k)为第k个采样周期的被控参数主波信号;

步骤2、采用傅里叶级数从水头信号中提取水头基波信号ht(k),并将所述水头基波信号ht(k)输入至基波附加控制器中,得到水头附加控制值ya(k),然后与PID输出值yPID(k)叠加后作为PID调速器的输出信号yout(k);

步骤2.1、采用傅里叶级数从水头信号中提取水头基波信号ht(k),并将所述水头基波信号ht(k)输入至基波附加控制器中进行比例运算得到水头附加控制值ya(k):其中,ht(k)为第k个采样周期的水头基波信号,C为控制系数,Tb水头偏差的振荡周期,与被控参数振荡周期相同,a′1(k)与b′1(k)分别为第k个采样周期的水头基波系数:其中,h(j)为第j个采样周期的水头测量信号;

步骤2.2、将所述水头附加控制值ya(k)作为接力器行程控制附加量叠加至PID输出值yPID(k)中,得到PID调速器的输出信号yout(k):yout(k)=yPID(k)+ya(k)  (18)。

2.根据权利要求1所述的一种抑制调压室引起被控参数低频波动的PID控制方法,其特征在于,所述水头偏差和被控参数的振荡周期Tb均为:其中,L为隧洞长度,a为隧洞中的水击波速,F为隧洞断面面积,g为重力加速度,FT为调压室断面面积。

3.根据权利要求1所述的一种抑制调压室引起被控参数低频波动的PID控制方法,其特征在于,所述水头偏差和被控参数的振荡周期Tb根据测量得到。