发电机组励磁智能控制系统的制作方法_3

文档序号:9910143阅读:来源:国知局
、23、24、25; 按照2的间距,得到6个数值40、42、44、46、48、50; 重新组合得到6组PID参数: 10、20、40; 10.8、21、42; 11.6、22、44; 12.4、23、46; 13.2、24、48; 14、25、50〇
[0045] 当然,上述数据也可以随机组合。
[0046] 将可能出现的e和ec数值列出,例如,e取-3,0,3,ec取_6,0,6。
[0047] 则将e与ec的组合全部列出,并随机与前述的9组PID参数配对。
[0048]此外,为了获得更好的整定效果,也可以随机选择例如1024组甚至更多e与ec的组 合与PID参数组合成智能指令表。
[0049] 所述多组PID参数获取步骤包括: 整定得到数组PID参数; 选择m组最接近的PID参数HKd; 在m个Kp中的最大数值和最小数值之间等间距取η个Kp数值; 利用m个坐标(ΚΡ,?ω拟合得到m-Ι次多项式函数,利用该多项式函数和η个Kp数值得到η 个ΚΙ; 利用m个坐标(KP,KD)拟合得到m-1次多项式函数,利用该多项式函数和η个Kp数值得到η 个Kd; 将上述η个KP、KI、KD数值中重新组合得到η组PID参数。
[0050] 本发明中,形如f(x)=anxn+an-ixn-i+H'+aix+ao的函数,叫做多项式函数。利用多项 式函数,可以有效地获得更多的PID参数KfnK^Kd。
[0051] 如图3所示,所述励磁智能控制系统还包括智能指令表生成单元,所述智能指令表 生成单元包括记录模块和分析存储模块,所述记录模块用于接收数据处理单元的电压偏差 量e和电压偏差变化率ec和智能控制单元对应输出的PID参数,所述分析存储模块用于分析 在一预设周期内的智能控制单元对应输出的PID参数的控制效果值,若控制效果值达到预 设数值,则将该预设周期内的数组PID参数以及对应的电压偏差量e和电压偏差变化率ec储 存于智能指令表中,并将数组整定PID参数视为一 PID控制组,若控制效果值未达到预设数 值,则无存储动作。
[0052] 所述的预设数值通过延迟时间TD、上升时间Tr、调节时间T s、超调量〇中的一种或几 种表征。
[0053] 本发明的延迟时间TD、上升时间Tr、调节时间Ts、超调量〇的通过如图4表示的方式 计算得到,横坐标为时间,纵坐标为电压或电流。
[0054]延迟时间TD从励磁系统输入阶跃信号到系统开始呈现响应的时间。
[0055] 上升时间Tr响应值从稳态值的10%上升到90%所需的时间。
[0056] 峰值时间TP响应值超过稳态值达到第一峰值所需的时间。
[0057]调节时间Ts响应值达到稳态值士 5%误差范围内所需的时间。
[0058]超调量σ%在响应过程中,系统超调量的定义为与峰值时间TP对应的系统峰值响 应输出量(h(TP)和稳态值(h(〇〇))之差,表不如下:
[0059] 表征方法可以采用延迟时间TD、上升时间Tr、调节时间1、超调量σ中的一种或几种 赋予一定的权重,并求和得到一数值,例如,延迟时间T D、上升时间Tr、调节时间1^、超调量〇 可单独作为表征,也可以将延迟时间TD、上升时间T r、调节时间Ts,赋予相同或不同的权重, 并计算得到一时间数值,分析一段时间内控制参数的控制效果值,计算得到控制效果值,与 预设数值比较,若控制效果值达到预设数值,即低于或者等于预设值,则将该段时间内的数 个指令组合储存。也可以以调节时间T s、超调量〇来表征控制效果,设置一时间标准Ts和标准 超调量,计算T s/Tg〇/〇m的和,得到控制效果值,与预设数值比较,若控制效果值达到预 设数值,即低于或者等于预设值,则将该段时间内的数个指令组合储存。也可以将1/1^与 〇/ σ?分别设置不同的权重,如,TS/TJ^权重为30%,〇/%的权重为70%,计算得到控制效果值。一 般来说,前述的一段时间如图2所示,可以采用时间0-16。
[0060] 所述励磁智能控制方法还包括智能指令表整理模块: 所述智能指令表整理模块,用于判断未成组的PID控制参数与智能指令表中的PID控制 组的PID参数是否完全相同,若是,则在智能指令表中删除该未成组的PID控制参数,若否, 则在智能指令表中保留该未成组的PID控制参数。
[0061] 通过智能指令表整理模块,可以将多余的指令删除,从而控制智能指令表的数量, 降低指令发出的延迟。
[0062]例如,有智能指令表含有1024组指令,在励磁系统稳态时,施加负向15%的电压脉 冲干扰信号,分别有第 109,100,880,132,555,34,870,546,90,345,432,589,901,1000, 232,478,641,478组智能指令表被输出,智能指令表生成单元记录上述指令组,并分析上述 指令组的控制效果,以超调量σ未超过10%为标准,该控制效果值为8%,则该组指令控制效果 满足要求,将上述地 109,100,880,132,555,34,870,546,90,345,432,589,901,1000,232, 478,641,478作为一个控制指令组,按照该顺序储存入智能指令表中。
[0063]而在智能指令表整理模块中,如果880,132,555是因为指令符合预设的要求,e与 ec没有改变而储存如智能指令表中,则在智能指令表整理模块中与刚储存如智能指令表中 的控制指令组的880,132,555数据完全相同,所以在智能指令表整理模块中,如果880,132, 555数据没有形成指令组,则多余的880,132,555数据将被删除。此外,形成指令组的指令在 智能指令表整理模块中不会被删除。
[0064]同时,也可以看出,除了880,132,555组指令,其他新储存入智能指令表中的指令 都是新的不同的指令,经过大量数据的学习,可以有效消除前期指令的因为人为的指定带 来的影响。
[0065] 通过上述的重新组合,可以大大节省指令发出的时间,提高指令反馈速度。同时, 通过指令的学习,智能控制系统将会学习得到一系列固定的指令组,用来应对发电机组遇 到的干扰信号。
[0066] 发电机组励磁智能控制方法,所述励磁智能控制方法用于控制发电机励磁线圈的 电流,该方法包括以下步骤: a. 实时检测发电机定子端电压; b. 处理发电机定子端电压,根据预设电压,计算得到电压偏差量e和电压偏差变化率 ec ; C.接收电压偏差量e和电压偏差变化率ec信息,并判断电压偏差量e和电压偏差变化率 ec与智能指令表中的预设电压偏差量和预设电压偏差变化率的差值率是否均低于预设差 值率,若是,则该指令中的PID参数为整定PID参数,若否,则选择上述两个差值率之和最低 的指令,则该指令中的PID参数为整定PID参数,所述智能指令表用于确定PID计算单元的 PID参数,所述智能指令表中存储有多组指令,每组指令由预设电压偏差量和预设电压偏差 变化率及其对应的PID参数组成; d. 采用增量式PID控制算法,根据电压偏差量e和整定PID参数输出控制信号; e. 将控制信号放大从而实现控制发电机励磁线圈的电流。
[0067] 所述多组PID参数获取步骤包括: 整定得到数组PID参数; 选择m组最接近的PID参数HKd; 在m个Kp中的最大数值和最小数值之间等间距取η个Kp数值; 在m个Κι中的最大数值和最小数值之间等间距取η个Κι数值; 在m个Kd中的最大数值和最小数值之间等间距取η个Kd数值; 将上述η个KP、KI、KD数值中重新组合得到η组PID参数。
[0068] 所述多组PID参数获取步骤包括: 整定得到数组PID参数; 选择m组最接近的PID参数HKd; 在m个Kp中的最大数值和最小数值之间等间距取η个Kp数值; 利用m个坐标(ΚΡ,?ω拟合得到m-ι次多项式函数,利用该多项式函数和η个ΚΡ数值得到η 个ΚΙ; 利用m个坐标(KP,KD)拟合得到m-1次多项式函数,利用该多项式函数和η个Κ Ρ数值得到η 个Kd; 将上述η个KP、KI、KD数值中重新组合得到η组PID参数。
[0069] 本发明中,形如f(x)=anxn+an-ixn-i+H'+aix+ao的函数,叫做多项式函数。利用多项 式函数,可以有效地获
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