西华大学：《水轮机调节及辅助设备》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 微机调速器

水轮机僩节 或蘸助各西华大学能源与酥境学院 第四章微机调速器 微机调速器和模拟式电液调速器相 比,具有如下明显的优点: 便于采用先进的调节控制技术,从 而保证水轮机调节系统具有优良的静、 动态特性。如:不仅可实现P|D,还可 以实现前馈控制、预测控制和自适应 控制等。 软件灵活性大,提高性能和增加功 能主要通过软件来实现。如机组的开 停机规律的实现;并网时除测频外还 有测相位功能等 硬件集成度高,体积小、维护方便、 可靠性高。 便于直接与厂级或系统级上位机相 连接,实现全厂的综合控制,提高水 开机停机。并网调相电 电厂自动化水平。 °。°

水轮机调节 及辅助设备 微机调速器和模拟式电液调速器相 比，具有如下明显的优点： 便于采用先进的调节控制技术，从 而保证水轮机调节系统具有优良的静、 动态特性。如：不仅可实现PID，还可 以实现前馈控制、预测控制和自适应 控制等。 软件灵活性大，提高性能和增加功 能主要通过软件来实现。如机组的开、 停机规律的实现；并网时除测频外还 有测相位功能等。 硬件集成度高，体积小、维护方便、 可靠性高。 便于直接与厂级或系统级上位机相 连接，实现全厂的综合控制，提高水 电厂自动化水平

水轮机僩节 或蘸助各西华大学能源与酥境学院 第四章微机调速器 第一节微机调速器的基本原理 、微机调速器控制系统的结构组成 检测 接口 接口 键盘 水轮发电机组 工业控制机 显示 接口 执行器 接 打印

水轮机调节 及辅助设备 一、微机调速器控制系统的结构组成

水轮机僩节 或蘸助各西华大学能源与酥境学院 第四章微机调速器 第一节微机调速器的基本原理 、微机调速器控制系统的结构组成 4F器在压 BS ESCHER WYSS

水轮机调节 及辅助设备 一、微机调速器控制系统的结构组成

水轮机僩节 或蘸助各西华大学能源与酥境学院 第四章微机调速器 第一节微机调速器的基本原理 微机调节器PD控制算法 米位置型数字PD微机调节器控制算法 米增量型数字PD微机调节器控制算法 米实用的水轮机微机调节器PD控制算法

水轮机调节 及辅助设备 二、微机调节器PID控制算法 ❊ 位置型数字PID微机调节器控制算法 ❊ 增量型数字PID微机调节器控制算法 ❊ 实用的水轮机微机调节器PID控制算法

水轮机僩节 或蘸助各西华大学能源与酥境学院 第四章微机调速器 第一节微机调速器的基本原理 微机调节器PD控制算法 米位置型数字PD微机调节器控制算 法 连续PID算法 y(o=Kpe()+kile(t)dt+k de(t) D,n)=Ke(n)+KT∑e( 1)] 数字PD算法 D,(n)=Kpe (n)+kiLe (j)+ kple (n)-e(n-1 因为调节器输出的是对象调节机构 的位置值,当计算机发生电源消失故障 时,将会产生不必要的错误动作,导致 调节系统严重事故,为此,必须考虑电

水轮机调节 及辅助设备 二、微机调节器PID控制算法 ❊ 位置型数字PID微机调节器控制算 法 连续PID算法 数字PID算法 因为调节器输出的是对象调节机构 的位置值，当计算机发生电源消失故障 时，将会产生不必要的错误动作，导致 调节系统严重事故，为此，必须考虑电 源消失保护措施。 dt de t y t K e t K e t dt K d t p i ( ) ( ) ( ) ( ) 0     [ 1 ] 0 （ ） （ ）  （ ） e（n） e（n  ） T K D n K e n K T e j n d y p i [ 1 ] 0 D（n） K e（n） K e（j） K e（n） e（n  ） n y P I D

水轮机僩节 或蘸助各西华大学能源与酥境学院 第四章微机调速器 第一节微机调速器的基本原理 微机调节器PD控制算法 米位置型数字PD微机调节器框图 xD(頻给) 测量 滤波广-≤Qq 数字 随动 系统 图 A/D 变送器 微机调节器部分

水轮机调节 及辅助设备 二、微机调节器PID控制算法 ❊ 位置型数字PID微机调节器框图

水轮机僩节 或蘸助各西华大学能源与酥境学院 第四章微机调速器 第一节微机调速器的基本原理 微机调节器PD控制算法 米增量型数字PD微机调节器控制算法 D,(n)=kpe (n)+kTe g+e (n)-e(n-DI D(n-D)=k(n-1)+k7∑e()+ke(n-D-=e(n-2) △Dn)=D,(n)-D,(n-1) K,[e(n)-e(n-1)+Ke(n)+Ke(n)-2e(n-1)+e(m-2 由于一般计算机控制系统采用稳定的等采样周期T,故在确定了K尸、K八KD 后,根据前后三次测量值即可求出数字PD调节器输出的增量

水轮机调节 及辅助设备 二、微机调节器PID控制算法 ❊ 增量型数字PID微机调节器控制算法 由于一般计算机控制系统采用稳定的等采样周期T，故在确定了KP、KI、KD 后，根据前后三次测量值即可求出数字PID调节器输出的增量。 [ 1 ] 0 （ ） （ ）  （ ） e（n） e（n  ） T K D n K e n K T e j n d y p i 1 1 [ 1 2 ] 1 0 （  ） （  ）  （ ） （  ） （  ）  e n e n T K D n K e n K T e j n d y p i D（y n） D（y n） D（y n 1）  K [e n  e(n 1)]  K e n  K [e(n)  2e(n 1)  e(n  2)] p （ ） I （ ） D

水轮机僩节 或蘸助各西华大学能源与酥境学院 第四章微机调速器 第一节微机调速器的基本原理 微机调节器PD控制算法 米增量型数字PD微机调节器框图 机械 字 步进 机组 测量 电机 系统 频率 数字 滤波 A 转换器 给定「D, D AD 变送器

水轮机调节 及辅助设备 二、微机调节器PID控制算法 ❊ 增量型数字PID微机调节器框图

水轮机僩节 或蘸助各西华大学能源与酥境学院 第四章微机调速器 第一节微机调速器的基本原理 微机调节器PD控制算法 米实用的水轮机微机调节器控制算法 为了提高PD调节器的抗干扰能力,应当用实际微分环节取代理想微分环节。 微分环节的微分方程:ym)+nD=Kn( dt 微分环节的差分方程: 1+7D(n-1) K,/T Ta/ T Dn(n-1=/7 D,(n-2)+ e(n-1) d/T e(n-2) T/T 1+/T 实用的位置型数字PD微机调节器控制算法Dm)=ke(m)+K∑)+,nm)-m-m)+,D(m=D 实用的增量型数字PD徼机调节器控制算法 (n)=kle ( n)-e(n-1)]+ke(n) /T [e(n)-2e(n-1)+e(n-2) 7/1Dm(n-1)-Dn(n-2)

水轮机调节 及辅助设备 二、微机调节器PID控制算法 ❊ 实用的水轮机微机调节器控制算法 为了提高PID调节器的抗干扰能力，应当用实际微分环节取代理想微分环节 。 微分环节的微分方程： 微分环节的差分方程： 实用的位置型数字PID微机调节器控制算法 实用的增量型数字PID微机调节器控制算法 dt de t K d dy t y t T d t d d d （ ） （ ） （ ）  [ 1 ] 1 1 1 （ ） （ ） （ ）（  ）      e n n T T K T D n T T T T D n d d yd d d yd （ ） （ ） （ ） （ 2） 1 1 1 2 1 1           e n T T K T e n T T K T D n T T T T D n d d d d yd d d yd ( 1) 1 [ ( ) ( 1)] 1 ( ) ( ) 0           D n T T T T e n e n T T K T D n K e n K e j yd d d d d n y P （ ） I [ ( ) 2 ( 1) ( 2 )] 1 ( ) [ ( 1)]            e n e n e n T T K T D n K e n e n K e n d d y p （ ） I （ ） [ ( 1) ( 2)] 1      D n D n T T T T yd yd d d

水轮机僩节 或蘸助各西华大学能源与酥境学院 第四章微机调速器 第一节微机调速器的基本原理 微机调节器PD控制算法 网频或 米考虑bp的因素后实用的水轮机微机调节器控制算法 实用的位置型数字PD微机调节器控制算法 D,(n)=Ke(m)+D,(m-1)+K1{e(n)-b八D,(n-1)-P(m),kae(n)-(m-1)+T/TDn(n-1) 实用的增量型数字PD微机调节器控制算法 AD, (n)=kple(n)-e(n-1]+kie(n)-bplD, (n-1)-Pg (nI /T [e(n)-2e(n-1)+e(n-2) 1+ Ta/t [Dy(n-1)

水轮机调节 及辅助设备 二、微机调节器PID控制算法 ❊ 考虑bp的因素后实用的水轮机微机调节器控制算法 实用的位置型数字PID微机调节器控制算法 实用的增量型数字PID微机调节器控制算法 D (n) K e n D (n 1) K {e(n) b [D (n 1) P (n)]} y  P （ ） yi   I  p y   g ( 1) 1 [ ( ) ( 1)] 1        D n T T T T e n e n T T K T yd d d d d D (n) K [e(n) e(n 1)] K {e(n) b [D (n 1) P (n)]}  y  p    I  p y   g [ ( ) 2 ( 1 ) ( 2 )] 1       e n e n e n T T K T d d [ ( 1) ( 2 )] 1      D n D n T T T T yd yd d d