[发明专利]一种调速器接力器分段关闭自适应控制装置及方法

权利要求书

1.调速器接力器分段关闭自适应控制装置的自适应控制方法，所述调速器接力器分段关闭自适应控制装置包括液压泵站(10)，所述液压泵站(10)通过机械回路切换阀组(8)以及液压管路(6)与比例调节阀(3)相连，所述比例调节阀(3)的出油口通过油管分别与两个导叶接力器(4)的其中一个腔体相连，两个所述导叶接力器(4)的另一个腔体分别与机械回路切换阀组(8)相连，所述机械回路切换阀组(8)上连接有回油箱(9)，所述导叶接力器(4)上安装有导叶位置传感器(5)，所述导叶位置传感器(5)与PLC控制器(2)相连，所述比例调节阀(3)与PLC控制器(2)相连，所述导叶接力器(4)与接力环(11)相连，并控制器开启和关闭动作；

所述PLC控制器(2)上连接有触摸屏(1)，所述触摸屏(1)上可人工设定导叶分段关闭拐点所对应的导叶开度和导叶分段关闭速度参数，并实时将数据传输给PLC控制器(2)；

所述导叶位置传感器(5)和比例调节阀(3)通过电气回路(7)与PLC控制器(2)相连；

其特征在于，所述自适应控制方法：

由人工通过人机交互装置触摸屏(1)可设定导叶分段关闭拐点所对应的导叶开度和导叶分段关闭速度参数，触摸屏(1)通过通讯方式，实时将此数据传输给PLC控制器(2)，PLC控制器(2)实时采集导叶位置传感器(5)上传送的导叶接力器(4)的位移模拟量信号，并将其转化为导叶位置信号，并按照人工设定的导叶分段关闭拐点所对应的导叶开度和导叶分段关闭速度参数，根据导叶关闭速度与比例节流阀模拟量驱动信号协联曲线，实时计算并输出比例节流阀(3)模拟量驱动信号，自动控制比例节流阀(3)的流量，按比例控制机械管路(6)过流量，从而分段控制导叶关闭速度；

所述分段控制导叶关闭速度的具体步骤为：

第一步：系统初始化；

第二步：读取触摸屏人工设定的分段关闭拐点和导叶分段关闭速度参数，采集导叶开度；

第三步：检测导叶开度是否大于分段关闭拐点；若是，查导叶关闭速度与比例节流阀模拟量驱动信号协联曲线表，计算第一段关闭速度对应的比例节流阀驱动信号大小；若否，查导叶关闭速度与比例节流阀模拟量驱动信号协联曲线表，计算第二段关闭速度对应的比例节流阀驱动信号大小；

第四步：输出比例节流阀驱动信号，返回第二步；

导叶关闭速度与比例节流阀驱动信号协联曲线实时自修正自适应功能实现方法步骤：

第一步：按照计算的理论数据设置导叶关闭速度与比例节流阀驱动信号协联曲线原始数据；

式中：n、i都为正整数，1＜i≤n，Y_i为导叶关闭速度，V_i对应的比例节流阀驱动信号；

第二步：系统初始化，读取触摸屏(1)上设置的导叶关闭速度与比例节流阀驱动信号协联曲线原始数据；

第三步：检测机组是否处于导叶关闭过程，若是，进入下一步；

第四步：计算导叶实际关闭速度V_实际；

第五步：比较导叶实际关闭速度V实际和当前导叶开度对应的人工设定的导叶关闭速度V，若︱V_实际-V︱ε，则进入下一步；否则，返回第三步；

式中：ε为允许的速度偏差且ε0；

第六步：对导叶关闭速度与比例节流阀驱动信号协联曲线表进行实时修正，修正步骤如下：

①计算导叶实际关闭速度V_实际和当前导叶开度对应的人工设定的导叶关闭速度V差值；△V＝V_实际-V；

②修正导叶关闭速度与比例节流阀驱动信号协联曲线表，若V_i-1≤V≤V_i，则表中V_i-1和V_i两个导叶关闭速度都增加△V；

V_i＝V_i+△V；

V_i-1＝V_i-1+△V；

③返回第三步；

所述装置能够根据历史经验数据自学习自适应，找到最合适的导叶分段关闭拐点所对应的导叶开度和导叶分段关闭速度，实现导叶关闭速度最快和引水管道水锤效应影响最小，实现方法步骤如下：

第一步，在某一具体情况C_n下，根据导叶全关时间T、引水管压力最大值Pmax、引水管压力最小值Pmin这三个指标，对一组确定的导叶分段关闭拐点所对应的导叶开度和导叶分段关闭速度控制参数G，定义单一情况目标函数为：

其中，k_i为各个指标加权系数，i＝1，2，3，4；函数p(，)为压力差；G为导叶分段关闭拐点所对应的导叶开度Y_拐、拐点前导叶关闭速度V_前、拐点后导叶关闭速度V_后构成的向量，G＝(Y_拐，V_前，V_后)；t表示时间；

第二步，在多种情况C_n(n＝1,2,3…N)下，定义多种情况综合目标函数为：

第三步，确定优化目标为：采用穷举法或智能优化算法，由初始设定值G_0开始，不断更新G，重复第一步和第二步，找到最优解G^*，使综合目标函数值最小，即：

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