[发明专利]一种水轮机调速系统控制参数的自动整定方法

权利要求书

1.一种水轮机调速系统控制参数的自动整定方法，其特征在于，采用T-S模糊模型辨识得到实际机组水轮机调速系统控制对象的仿真系统，在该仿真系统基础上进行控制参数优化，优化后的控制参数能直接应用于水轮机调速系统。

2.如权利要求1所述的水轮机调速系统控制参数的自动整定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：采集实际机组水轮机调速系统动态过程数据：搜集不同PID控制参数、不同频率扰动值所对应的动态过程数据样本(c_k，u_k，x_k)_j组成数据样本集，c_k为k时刻的频率扰动值，u_k为k时刻调速器输出的控制量序列，x_k为k时刻的机组频率，k＝1，..，N_s，N_s为动态过程最大采样点数；j＝1，…，N_c，表示不同的动态过程，总共采集N_s*N_c个样本组成样本集，将样本集中若干动态过程样本作为训练样本；其中所述水轮机调速系统包括PID控制器、接力器、引水系统、水轮机，其中，接力器、引水系统、水轮机组成控制对象，由PID控制器进行调节控制；

步骤(2)：建立控制对象的T-S模糊模型：提取训练样本，以(c_k，u_k)为输入数据，x_k为输出数据，通过训练样本集建立控制对象的T-S模糊模型；

步骤(3)：建立基于T-S模糊模型的仿真系统：用得到的控制对象的T-S模糊模型替换控制对象，得到基于T-S模糊模型的水轮机调速系统的仿真系统，其中PID控制器按照实际机组水轮机调速系统PID控制器进行设计，K_p、K_i和K_d分别为比例、积分和微分增益，是需要整定的PID控制参数；

步骤(4)：建立PID控制参数优化目标函数：采用离散形式ITAE指标作为控制参数优化的目标函数，目标函数定义为：

minfITAE(Kp,Ki,Kd)=Σk=1NsT(k)·|(c(k)-x(k))|]]>

其中c(k)为频率扰动值，为一常数，x为机组频率，N_s为采样点数，T为时间序列。

步骤(5)：运用GSA算法求解PID控制参数优化目标函数，得到最优控制参数。

3.如权利要求2所述的水轮机调速系统控制参数的自动整定方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述步骤(1)中将样本集中其他样本作为测试样本，在所述步骤(2)中T-S模糊模型训练完成后，通过测试样本测试T-S模糊模型精度，将测试样本中的(c_k，u_k)作为模糊模型输入数据，计算T-S模糊模型输出t_k与测试样本x_k的均方根误差，均方根误差越小，说明T-S模糊模型与实际机组水轮机调速系统中的控制对象的误差越小，从而选择最优T-S模糊模型。