沖擊式水輪機噴針同步控制系統(tǒng)研究.pdf

1、沖擊式水輪機中導流機構(gòu)性能直接決定了水斗的來流特性，對水輪機的水力效率和運行壽命有重要影響,在沖擊式水輪機試驗臺噴針系統(tǒng)設計課題中,對導流機構(gòu)噴嘴中噴針的同步控制進行了研究。為了提高系統(tǒng)位置控制精度和自動化水平，首次在噴針控制系統(tǒng)中使用電液伺服控制技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)機械控制方式。多液壓缸系統(tǒng)的位移同步控制是現(xiàn)代電液伺服系統(tǒng)研究中的重難點，基于改善多噴針位置調(diào)節(jié)過程中同步特性的目的，本系統(tǒng)借鑒了電機同步中耦合控制策略，通過仿真和試驗探究了相鄰交

2、叉耦合、環(huán)形耦合及其與模型參考自適應算法相結(jié)合時對系統(tǒng)同步控制的提升。
　　針對非對稱缸系統(tǒng)正反向動態(tài)特性差異，本文中分別建立了電液伺服系統(tǒng)模型，在此基礎上利用Z變換、差分方程得到伺服系統(tǒng)離散控制模型；噴針的位移調(diào)節(jié)要求高位置精度，對控制器設計提出了較高要求，本設計中應用 PID遺傳算法優(yōu)化的方式整定PID控制器參數(shù)，提高單一回路系統(tǒng)性能；同步控制策略上，將多電機位移同步控制中采用耦合策略移植到液壓伺服同步控制系統(tǒng)中，通過LabV

3、IEW軟件進行系統(tǒng)仿真，研究了算法特性；為了進一步改善系統(tǒng)對階躍信號響應同步控制精度以及控制過程的穩(wěn)定性，設計了模型參考自適應控制器（MRAC），并將 MRAC與耦合算法相結(jié)合在一定程度上改善了系統(tǒng)同步性能。
　　在哈爾濱電機廠沖擊式水力試驗臺對噴針同步控制系統(tǒng)進行了試驗研究，試驗結(jié)果驗證了耦合同步策略控制下系統(tǒng)同步性能大幅提升的仿真結(jié)果；分析對比耦合同步策略及其與模型參考自適應算法相結(jié)合時系統(tǒng)的同步特性， MRAC相鄰交叉耦合控