μ-综合设计在水轮机组调速系统中的鲁棒控制应用

本文探讨了μ-综合在水轮机组调速系统中的应用，旨在解决由于参数不确定性导致的控制效果问题。水轮机调速系统在水电站中扮演关键角色，确保发电效率和电能质量。文章指出，水启动时间常数、发电机阻尼系数等参数的不确定性对调速系统的性能产生负面影响。 作者首先对水轮机组调速系统建立了考虑四种不确定性参数的模型，这些参数包括但不限于水启动时间常数和发电机阻尼系数。随后，引入了μ-综合设计方法，这是一种针对不确定性的鲁棒控制策略，旨在设计出在参数变化和外部干扰下仍能保持稳定运行的控制器。 μ-综合方法通过分析系统的不确定性范围，设计出能够应对这些不确定性的控制器。它考虑了系统性能边界，确保在所有可能的不确定性条件下，系统性能指标（如调节时间、超调量和抗干扰能力）都满足预设的安全界限。 在MATLAB环境下，作者对采用μ-综合设计的调速器进行了阶跃响应和负荷干扰的仿真试验，并与传统的PID控制器进行了对比。仿真结果显示，μ-综合调速器在多项关键性能指标上优于PID控制器，包括更快的调节时间、更强的超调抑制能力和更高的抗干扰性能。这表明，μ-综合控制器具有更好的鲁棒性，能够适应参数不确定性，从而更有效地维持水轮机组的稳定运行。 文章最后强调，随着巨型水轮机组的建设和电力需求的增长，调速系统控制器的设计面临着新的挑战。μ-综合方法为解决这些挑战提供了一种有前途的途径，可以更充分地挖掘水电站的潜力，提高整体的控制性能。 关键词：水轮发电机，调速系统，鲁棒控制，μ-综合，参数不确定性，负荷干扰 总结来说，这篇研究论文详细介绍了如何利用μ-综合方法来改善水轮机组调速系统的控制性能，特别是在面对参数不确定性和负荷干扰时的鲁棒性。通过建模和仿真，μ-综合控制器展示了其在水力发电领域的潜在优势，为未来调速系统的设计提供了新的思路。