水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理

第1章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本概念(1)
1.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)與特點(diǎn)(1)
1.1.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)(1)
1.1.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)(3)
1.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成與原理(4)
1.2.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成(4)
1.2.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理(5)
1.3 水輪機(jī)調(diào)速器的分類和發(fā)展(9)
1.3.1 調(diào)速器的分類(9)
1.3.2 調(diào)速器的發(fā)展(12)
1.4 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要元件特性(13)
1.4.1 測(cè)量元件(14)
1.4.2 放大元件(16)
1.4.3 反饋元件(27)
1.4.4 水輪發(fā)電機(jī)組(29)
1.5 課后習(xí)題(30)
第2章 電氣液壓型調(diào)速器(31)
2.1 測(cè)頻回路(32)
2.1.1 永磁機(jī)——LC測(cè)頻回路(32)
2.1.2 發(fā)電機(jī)殘壓——脈沖頻率測(cè)量回路(34)
2.1.3 齒盤與磁頭——脈沖頻率測(cè)量回路(39)
2.1.4 發(fā)電機(jī)殘壓——數(shù)字測(cè)頻電路(41)
2.1.5 幾種測(cè)頻回路的比較(44)
2.2 校正回路(45)
2.2.1 軟反饋回路（緩沖回路）(45)
2.2.2 測(cè)頻微分回路(48)
2.2.3 積分器回路(50)
2.3 功率給定、調(diào)差及人工失靈區(qū)回路(50)
2.3.1 功率給定、調(diào)差及跟蹤回路(50)
2.3.2 人工失靈區(qū)回路(51)
2.4 綜合放大與開度限制回路(53)
2.4.1 綜合放大回路(54)
2.4.2 開度限制回路(57)
2.5 電氣協(xié)聯(lián)裝置(59)
2.6 電液轉(zhuǎn)換器(63)
2.7 課后習(xí)題(67)
第3章 水輪機(jī)微機(jī)控制技術(shù)(68)
3.1 微機(jī)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)與原理(69)
3.1.1 一般計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(69)
3.1.2 微機(jī)調(diào)速器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要功能(72)
3.1.3 微機(jī)調(diào)節(jié)器的硬件(74)
3.1.4 微機(jī)調(diào)節(jié)器的工作原理(80)
3.2 微機(jī)調(diào)速器的調(diào)節(jié)模式(81)
3.2.1 微機(jī)調(diào)速器的工作狀態(tài)(81)
3.2.2 微機(jī)調(diào)速器的調(diào)節(jié)模式(83)
3.2.3 微機(jī)調(diào)速器的開機(jī)控制(86)
3.2.4 微機(jī)調(diào)速器的停機(jī)控制(88)
3.2.5 微機(jī)調(diào)速器的并網(wǎng)與解列控制(88)
3.2.6 數(shù)字協(xié)聯(lián)與實(shí)現(xiàn)(89)
3.2.7 微機(jī)調(diào)速器的軟件配置(92)
3.3 微機(jī)調(diào)速器的控制算法(94)
3.3.1概述(94)
3.3.2 位置型離散PID控制算法(95)
3.3.3 增量型離散PID控制算法(96)
3.3.4 PID控制算法的改進(jìn)(96)
3.3.5 微機(jī)調(diào)速器常用的PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(98)
3.4 新型PID控制算法(100)
3.4.1 分?jǐn)?shù)階理論與分?jǐn)?shù)階PID控制器(100)
3.4.2 自適應(yīng)模糊PID控制器(101)
3.5 課后習(xí)題(106)
第4章 水輪機(jī)調(diào)速器伺服系統(tǒng)與油壓裝置(107)
4.1 液壓放大元件(108)
4.1.1 液壓放大原理(108)
4.1.2 主配壓閥(109)
4.1.3 主接力器(113)
4.2 電液轉(zhuǎn)換器伺服系統(tǒng)(117)
4.3 電液比例閥伺服系統(tǒng)(121)
4.4 電機(jī)式伺服系統(tǒng)(124)
4.4.1 步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)(124)
4.4.2 直流電機(jī)伺服系統(tǒng)(129)
4.4.3 交流電機(jī)伺服系統(tǒng)(131)
4.5 電磁換向閥伺服系統(tǒng)(133)
4.6 導(dǎo)葉分段關(guān)閉裝置(135)
4.6.1 接力器導(dǎo)葉分段關(guān)閉裝置(135)
4.6.2 導(dǎo)葉分段關(guān)閉閥(136)
4.7 事故配壓閥(137)
4.8 油壓裝置(139)
4.8.1 調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置的特點(diǎn)和要求(139)
4.8.2 油壓裝置的組成與工作原理(140)
4.8.3 油壓裝置的系列(146)
4.9 課后習(xí)題(148)
第5章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型(149)
5.1 調(diào)速器數(shù)學(xué)模型(149)
5.1.1 微機(jī)調(diào)節(jié)器模型(150)
5.1.2 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)非線性模型(151)
5.2水力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型(152)
5.2.1 壓力引水管道模型(152)
5.2.2 調(diào)壓井模型(154)
5.2.3 特征線求解模型(155)
5.3水輪機(jī)數(shù)學(xué)模型(156)
5.3.1 線性數(shù)學(xué)模型(156)
5.3.2 基于全工況特性曲線的非線性數(shù)學(xué)模型(157)
5.4 發(fā)電機(jī)及負(fù)載數(shù)學(xué)模型(159)
5.5 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)整體數(shù)學(xué)模型(160)
5.5.1 調(diào)速系統(tǒng)線性模型(160)
5.5.2 調(diào)速系統(tǒng)非線性模型(160)
5.6 課后習(xí)題(163)
第6章 調(diào)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)靜特性(164)
6.1 機(jī)組并列運(yùn)行靜態(tài)分析(164)
6.1.1 調(diào)差機(jī)構(gòu)(165)
6.1.2 轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)(168)
6.1.3 調(diào)速器在電力系統(tǒng)調(diào)頻中的作用(170)
6.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性(172)
6.2.1 開環(huán)與閉環(huán)傳遞函數(shù)(172)
6.2.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性(174)
6.2.3 調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性(180)
6.2.4 調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性(181)
6.3 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(183)
6.4 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)整定(188)
6.4.1 極點(diǎn)配置法(189)
6.4.2 開環(huán)頻率特性法(191)
6.4.3 運(yùn)行工況的影響(194)
6.4.4 調(diào)速器參數(shù)整定的簡(jiǎn)易估算法(196)
6.5 課后習(xí)題(198)
第7章 調(diào)節(jié)保證計(jì)算和設(shè)備配置(199)
7.1 調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù)與標(biāo)準(zhǔn)(199)
7.1.1 調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù)(199)
7.1.2 調(diào)節(jié)保證計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)(200)
7.2 水擊壓力和轉(zhuǎn)速上升計(jì)算(201)
7.2.1 水擊現(xiàn)象分類(201)
7.2.2 水擊壓力計(jì)算(203)
7.2.3 轉(zhuǎn)速壓力計(jì)算(207)
7.3 調(diào)節(jié)保證的計(jì)算流程與實(shí)例(212)
7.3.1 調(diào)節(jié)保證計(jì)算步驟(212)
7.3.2 調(diào)節(jié)保證計(jì)算實(shí)例(212)
7.4 調(diào)節(jié)設(shè)備選型(214)
7.4.1 調(diào)速器型號(hào)的命名(214)
7.4.2 中小型調(diào)速器容量計(jì)算(215)
7.4.3 大型調(diào)速器容量計(jì)算(216)
7.5 改善大波動(dòng)過渡過程的措施(219)
7.5.1 增加機(jī)組的GD2(219)
7.5.2 設(shè)置調(diào)壓室(219)
7.5.3 裝設(shè)調(diào)壓閥(220)
7.5.4 改變導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律(221)
7.5.5 裝設(shè)爆破膜(222)
7.6 課后習(xí)題(223)
第8章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)字仿真(225)
8.1 MATLAB及其控制系統(tǒng)工具箱(226)
8.1.1 MATLAB語言基礎(chǔ)(226)
8.1.2 MATLAB的控制系統(tǒng)工具箱與水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析(229)
8.1.3 LTI Viewer(236)
8.2 Simulink與水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真(238)
8.2.1 用Simulink進(jìn)行控制系統(tǒng)仿真的步驟(239)
8.2.2 用Simulink實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真(242)
8.3 S-函數(shù)及其應(yīng)用(252)
8.3.1 S-函數(shù)的基本概念(252)
8.3.2 用MATLAB語句編寫S函數(shù)(253)
8.3.3 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性仿真(256)
8.4 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)大波動(dòng)過渡過程仿真(258)
8.4.1 水擊計(jì)算的特征線法(258)
8.4.2 基本邊界條件(261)
8.4.3 水輪機(jī)非線性數(shù)學(xué)模型(267)
8.4.4 計(jì)算步長選取(268)
8.4.5 大波動(dòng)過渡過程計(jì)算步驟(269)
8.4.6 計(jì)算實(shí)例(273)
8.5 課后習(xí)題(275)
第9章 調(diào)速器控制規(guī)律優(yōu)化(276)
9.1 優(yōu)化算法(277)
9.1.1 引力搜索算法(277)
9.1.2 改進(jìn)引力搜索方法(279)
9.2 調(diào)速器導(dǎo)葉開啟規(guī)律優(yōu)化(281)
9.2.1 一段式開機(jī)(281)
9.2.2 二段式開機(jī)(281)
9.2.3 智能開機(jī)(283)
9.2.4 實(shí)例分析(285)
9.3 調(diào)速器導(dǎo)時(shí)關(guān)閉規(guī)律優(yōu)化(291)
9.3.1 抽水蓄能機(jī)組非線性仿真平臺(tái)(292)
9.3.2 導(dǎo)葉規(guī)律優(yōu)化問題描述(292)
9.3.3 單目標(biāo)導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律優(yōu)化(295)
9.3.4 多目標(biāo)導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律優(yōu)化(300)
9.4 調(diào)速器控制參數(shù)優(yōu)化(305)
9.4.1 抽水蓄能機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階PID控制器設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化(305)
9.4.2 抽水蓄能機(jī)組模糊控制器參數(shù)優(yōu)化(324)
9.5 課后習(xí)題(332)
0章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)(333)
10.1 試驗(yàn)裝置與標(biāo)準(zhǔn)(333)
10.1.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗(yàn)裝置(333)
10.1.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(334)
10.2 調(diào)速器的整機(jī)調(diào)整和靜態(tài)試驗(yàn)(334)
10.2.1 調(diào)速器的整機(jī)調(diào)整試驗(yàn)(334)
10.2.2 調(diào)速器的靜態(tài)特性試驗(yàn)(339)
10.3 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)(341)
10.3.1 單機(jī)空載穩(wěn)定性觀測(cè)(342)
10.3.2 空載擾動(dòng)試驗(yàn)(343)
10.3.3 負(fù)載擾動(dòng)試驗(yàn)(345)
10.3.4 甩負(fù)荷試驗(yàn)(346)
10.3.5 接力器不動(dòng)時(shí)間測(cè)定試驗(yàn)(348)
10.3.6 帶負(fù)荷連續(xù)72 h運(yùn)行試驗(yàn)(349)
10.4 課后習(xí)題(349)
參考文獻(xiàn) (350)