电力系统自动化课程励磁机励磁控制系统.doc

辽 宁 工 业 大 学 电力系统自动化 课程设计（论文） 题目： 励磁机励磁控制系统设计（1） 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气084 学 号： 080303109 学生姓名： 张英福 指导教师： （签字） 起止时间：2011.12.26—2012.01.06 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程学院 学 号 080303109 学生姓名 张英福 专业班级 电气084 课程设计题目 励磁机励磁控制系统设计（1） 课程设计（论文）任务 基本参数及要求： 1发电机容量200MW，功率因数0.85，定子额定电压18KV，空载额定转子电压220V。 2 要求电压调差系数在±15%范围内可调。 3 强励倍数1.8，不小于10秒 4 调压精度，机端电压静差率小于1％。 5 自动电压调节范围：80％～120％。 6 起动升压至额定电压时，超调量不大于10％。 设计要求 确定励磁自动控制系统的原理接线图。 说明各个环节作用及系统的工作原理。 根据总接线图，列写励磁自动控制系统各个环节的传递函数及框图。 列写励磁自动控制系统的传递函数，绘制传递函数框图，并在空载点对传递函数进行线性化，采用PID控制，确定PID控制参数。 根据系统传递函数，对系统进行仿真，分析系统性能。 对结果进行分析总结。 进度计划 1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（1天） 2、确定励磁方式，设计励磁自动控制系统接线图。（3天） 3、建立励磁自动控制系统各个环节的传递函数及框图。（2天） 4、绘制传递函数框图，对传递函数进行线性化，确定PID控制参数。（1天） 5、对系统进行仿真，分析系统性能。（2天） 6、撰写、打印设计说明书（1天） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算  摘 要 电力系统在现在社会的发展十分迅猛。计算机技术、控制理论、电力电子技术的发展也促进了自并励励磁制造技术逐渐趋向于成熟、稳定、可靠。本文是将励磁自动控制系统拆分成各个环节，明确各个环节的作用以及它们的工作原理，从而推导出系统总的工作原理并设计发电机自并励励磁自动控制系统。以同步发电机励磁自动控制系统作为研究对象,针对同步发电机励磁控制方式现状,在研究模糊控制的基础上,将模糊PID 控制用于同步发电机励磁控制系统。并对所设计的模糊PID 励磁控制器进行优化。 本文主要内容是进行了模糊自调整PID 控制设计,克服了传统PID 控制非线性差、对模型要求高的缺点,并深入进行了基于免疫算法的模糊PID 控制设计,把生物学中的细胞免疫原理用于模糊PID 控制器中,加强了控制器的自我校正能力,自适应能力,提高了控制精度和速度。 关键词：最优控制理论；励磁系统；仿真 目 录 第1章 绪论 1 1.1 励磁自动控制系统概况 1 1.2 本文主要内容 1 第2章 励磁控制系统硬件设计 3 2.1 励磁控制系统功能 3 2.2 励磁控制系统总体设计方案 3 2.3 励磁控制系统测量比较单元电路设计 4 2.3.1电压测量 4 2.3.2 比较整定 5 2.3.3 比较整定电路的整定 6 第3章 系统传递函数的建立 7 3.1 他励直流励磁机的传递函数建立 7 3.2 励磁器各单元的传递函数 8 3.2.1 电压测量比较单元 8 3.2.2 综合放大单元 8 3.2.3 功率放大单元 9 3.3 励磁控制系统的传递函数 9 3.4 同步发电机的传递函数 10 第4章 系统仿真与分析 11 4.1 仿真模型的建立 11 4.2 系统性能的分析 13 第5章 课程设计总结 14 参考文献 15  绪论 励磁自动控制系统概况 励磁系统的控制性能不仅影响着电力系统中电能质量、电压的稳定,系统的功率因数和稳定运行极限,而且影响着电力系统的暂态性能、动态性能,特别是对系统的低频振荡,次同步振荡的抑制。 按提供励磁功率的方式, 励磁系统分为他励和自励两种形式,前者的励磁功率取自与发电机同轴的励磁发电机,后者的励磁功率由发电机定子提供。对目前存在的自励系统,其励磁功率是由同步发电机的机端电压经励磁变压器降压, 再由可控