水电科技前沿研究丛书 水电机组系统建模、参数辨识及调速和励磁控制方法PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 系统辨识理论与水电机组控制系统辨识 2

1.1.1 系统辨识理论 2

1.1.2 水电机组控制系统辨识研究现状 6

1.2 水电机组控制方法与研究现状 10

1.2.1 水轮机调速系统控制研究现状 10

1.2.2 水电机组励磁控制研究现状 12

第2章 水电机组控制系统模型特性分析 16

2.1 水轮机调速系统数学模型 16

2.1.1 调速器数学模型 16

2.1.2 压力引水系统数学模型 20

2.1.3 水轮机数学模型及特性分析 22

2.1.4 水轮发电机及负载数学模型 27

2.1.5 不同调节模式下水轮发电机调速系统模型 29

2.2 水轮机调速系统仿真平台 31

2.2.1 线性系统仿真 31

2.2.2 非线性系统仿真 32

2.2.3 仿真实例 33

2.3 同步发电机励磁系统数学模型 37

2.3.1 同步发电机模型 37

2.3.2 电力网络模型 45

2.3.3 励磁系统的模型及特性研究 47

2.4 同步发电机励磁系统仿真平台 52

2.4.1 线性系统仿真 52

2.4.2 非线性系统仿真 53

第3章 水电机组控制系统线性模型参数辨识 54

3.1 基于微分及积分变换的线性模型参数辨识 55

3.1.1 微分变换法 55

3.1.2 积分变换法 60

3.2 基于多新息理论的水轮机调速系统参数辨识 64

3.2.1 多新息最小二乘辨识理论 65

3.2.2 水轮机调速系统多新息最小二乘算法参数辨识 67

3.2.3 仿真实验及参数辨识实例 71

第4章 水电机组控制系统非线性模型参数辨识 76

4.1 基于引力搜索的调速系统非线性模型辨识 77

4.1.1 引力搜索算法及其改进 77

4.1.2 基于IGSA的调节系统参数辨识 80

4.2 基于改进粒子群优化算法的水轮发电机及其调速系统参数辨识 90

4.2.1 粒子群优化算法及量子粒子群优化算法 91

4.2.2 基于IQPSO的水轮发电机调速系统参数辨识 92

4.3 基于PSO-QO的同步发电机非线性模型参数辨识 100

4.3.1 粒子群-量子操作优化算法 100

4.3.2 水轮发电机数学模型 101

4.3.3 辨识策略及适应度函数 102

4.3.4 实例分析 103

4.4 基于动态系统设计的同步发电机非线性模型参数辨识 112

4.4.1 同步发电机数学模型及可辨识性分析 112

4.4.2 基于动态系统设计的参数辨识基本思想 114

4.4.3 以Hopfield神经网络为例的动态系统参数辨识 116

4.4.4 实例分析 118

第5章 水电机组控制系统非线性模型的模糊辨识 126

5.1 模糊模型辨识理论 126

5.1.1 T-S模糊模型 126

5.1.2 混沌优化策略 127

5.2 基于变尺度混沌优化的模糊模型辨识 128

5.2.1 T-S模糊模型结构 128

5.2.2 T-S模糊模型参数 128

5.2.3 模型结构和参数的一体化辨识 129

5.2.4 辨识实例 129

5.3 基于模糊C回归模型聚类算法的辨识策略 131

5.3.1 新型模糊C回归聚类算法（NFCRMA） 131

5.3.2 前提部分参数辨识 133

5.3.3 结论部分参数辨识 134

5.3.4 算例分析 135

5.4 基于超平面原型聚类的模糊模型辨识 140

5.4.1 基于超平面原型的模糊聚类 140

5.4.2 T-S模糊模型及其辨识方法 142

5.4.3 水轮机调速系统的模糊模型辨识 142

第6章 水轮机调速系统控制方法研究 147

6.1 基于BFO-PSO算法的调速系统PID参数优化整定 148

6.1.1 目标函数分析 149

6.1.2 水轮发电机调速系统稳定性分析及稳定域搜索 152

6.1.3 参数优化实例分析 155

6.2 模糊PID控制在水轮机调速系统控制中的应用 158

6.2.1 模糊控制理论 158

6.2.2 PID控制 160

6.2.3 水轮机调速系统的模糊PID控制 162

6.2.4 实例仿真 163

6.3 水轮机调速系统的滑模控制 167

6.3.1 水轮发电机调速系统模型及改进 168

6.3.2 基于滑模控制的水轮发电机调速系统控制 171

6.3.3 算例分析 172

6.4 基于引力搜索模糊模型辨识的水轮机调速系统预测控制 175

6.4.1 基于T-S型模糊模型的预测控制 175

6.4.2 基于引力搜索超平面聚类的T-S型模糊模型辨识 176

6.4.3 水轮机调速系统控制实例 178

第7章 同步发电机励磁系统控制方法研究 181

7.1 基于引力搜索算法的励磁控制系统PID参数优化 182

7.1.1 基于引力搜索算法的PID控制参数优化原理 182

7.1.2 励磁控制系统PID参数优化实例研究 183

7.2 基于混沌自适应DE算法的励磁系统PID参数优化 187

7.2.1 混沌自适应DE算法 187

7.2.2 实例仿真 191

7.3 基于反弹自适应PSO算法的励磁系统控制参数优化 193

7.3.1 反弹自适应PSO算法 193

7.3.2 实例仿真 195

7.4 基于模糊理论的非线性励磁控制寻优策略 199

7.4.1 模糊PID励磁控制器设计 199

7.4.2 模糊非线性励磁控制实例仿真 202

第8章 水电机组控制系统仿真测试平台开发 210

8.1 调速系统仿真测试系统 211

8.1.1 测试仪系统结构设计 211

8.1.2 测试仪上位机软件 229

8.1.3 试验应用 234

8.2 励磁系统仿真测试系统 243

8.2.1 仿真测试系统概述 244

8.2.2 硬件电路设计 246

8.2.3 系统软件设计 258

8.2.4 系统功能验证及典型动态过程试验 271

参考文献 287