水輪機筒閥電液比例同步系統(tǒng)控制策略及其應用研究.pdf

1、水輪機筒閥作為一種新型進水閥，隨著水電資源的大規(guī)模開發(fā)，得到越來越廣泛的應用。本文針對水輪機筒閥啟閉系統(tǒng)存在的問題，在天津市天發(fā)重型水電設備制造有限公司合作下，以實現(xiàn)水輪機筒閥啟、閉系統(tǒng)的自動化控制為目的，重點對水輪機筒閥電液比例同步控制系統(tǒng)的軟硬件設計、電液系統(tǒng)建模仿真、多液壓缸（接力器）速度和位置同步控制策略進行研究。通過在云南紅河南沙水電站實際應用，驗證了該系統(tǒng)的各項功能和性能指標。論文主要研究內(nèi)容和成果如下： （1）在分

2、析水輪機筒閥控制特點和現(xiàn)有控制方式的基礎上，對水輪機筒閥電液比例同步控制系統(tǒng)進行了研究。提出機械、液壓、電氣相結合的同步控制方式。重點對該系統(tǒng)中用于水輪機筒閥啟閉速度控制、多液壓缸同步控制的模塊，如控制閥組、液壓同步馬達組成的分流模塊和配油模塊、PLC電氣監(jiān)控系統(tǒng)等進行設計，并研究不同工況下控制系統(tǒng)的工作原理。 （2）對液壓系統(tǒng)的主要閥件進行了數(shù)學建模分析，建立了水輪機筒閥電液比例同步控制系統(tǒng)非線性數(shù)學模型。基于筒閥在啟閉過程中

3、對同步精度和速度控制要求高的特點，提出雙閉環(huán)（同步閉環(huán)和速度閉環(huán)）控制方式。以MATLAB為工具，對電液比例同步系統(tǒng)進行仿真研究，并分析了不同情況下系統(tǒng)的響應特性。 （3）根據(jù)水輪機筒閥電液比例同步控制系統(tǒng)對速度和同步控制性能的要求，提出一種雙閉環(huán)模糊自適應PID和CMAC-PID復合控制算法。該算法中，外環(huán)采用模糊自適應PID控制策略，對電液比例系統(tǒng)的速度進行實時控制；內(nèi)環(huán)采用CMAC-PID控制策略，實現(xiàn)多液壓缸同步控制。仿