[发明专利]可逆式机组自适应控制方法

权利要求书

1.一种可逆式机组自适应控制方法，其特征在于，所述可逆式机组自适应控制方法包括如下步骤：

S1、建立可逆式机组中执行机构、发电/电动机、有压过水系统、水泵水轮机的数学模型；

S2、根据可逆式机组中执行机构、发电/电动机、有压过水系统、水泵水轮机的数学模型建立可逆式机组的非线性数学模型；所述可逆式机组的非线性数学模型由两个已知的函数和一个结构已知、参数未知的光滑向量场的函数构成；

S3、构造一个三维矩阵，并根据三维矩阵以及可逆式机组的非线性数学模型生成可逆式机组实际输出的动态方程；构造可逆式机组的期望输出轨迹方程，并根据可逆式机组实际输出的动态方程以及可逆式机组的期望输出轨迹方程生成跟踪误差方程；

S4、将跟踪误差方程转换为自适应控制器的控制方程，通过自适应控制器的控制方程生成控制量调节可逆式机组的控制输入，并设置一自适应更新机制，自适应更新机制用于对参数未知的光滑向量场进行估计，根据可逆式机组的输出以及自适应更新机制调整自适应控制器的控制量，从而对抽水蓄能电站的可逆式机组过渡过程进行自适应控制。

2.如权利要求1所述的可逆式机组自适应控制方法，执行机构的数学模型的公式如下：

其中T_y为接力器惯性时间常数；u为控制输入，y为接力器开度偏差相对值。

3.如权利要求2所述的可逆式机组自适应控制方法，其特征在于，发电/电动机的数学模型的公式如下：

其中x为水泵水轮机的转速偏差相对值，h为水泵水轮机的转速偏差相对值，T_a为发电/电动机的惯性时间常数，e_n为发电/电动机负载自调节系数，M_g为水泵水轮机负载力矩，M_r为转矩额定值，n₀,α₀,H₀分别为平衡工况点的水泵水轮机的转速、导叶开度和工作水压。

4.如权利要求3所述的可逆式机组自适应控制方法，其特征在于，建立有压引水系统的数学模型的公式的步骤如下：

S11a、建立有压引水系统的连续方程和运动方程如下：

∂Q(L,t)∂t+gA∂H(L,t)∂L+f|Q(L,t)|Q(L,t)2dA=0gA∂H(L,t)∂t+a2∂Q(L,t)∂L=0,]]>其中，Q为水泵水轮机的流量，H为机组工作水压，L为引水管道长度，d为引水管道直径，A为引水管道面积，a为水击波速，f为摩阻系数，t为时间系数；

S12a、引入拉普拉斯算子s，将有压引水系统的连续方程和运动方程从时域的非线性偏微分形式转化为s域的线性常微分方程组，得到用传递函数形式表达的有压引水系统模型的公式，如下：

其中，T_w为水流惯性时间常数；T_r为水锤波反射时间；α为损失系数；

S13a、定义通过忽略可逆式机组中的损失系数，对有压引水系统模型公式中函数取其泰勒展开式的前Γ项，获得有压引水系统模型的状态空间表达式，如下：

h=Ahh+Bhqh=Chh,]]>有压引水系统模型的状态空间表达式中：

h＝[h h_e h₁ h₂ … h_2r-1]^T∈R^2Γ；

Bh=-2hw(2Γ)!(2Γ-1)!Tr2/20-2hw(2Γ)!(2Γ-3)!(Tr/2)30...0-2hw(2Γ)!(Tr2/2)2Γ-10;]]>

C_h＝[1 0 … 0]∈R^2Γ。