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基于模糊控制的电压无功综合控制系统

作　者: 雷建军
导　师: 朱华；顾德英；高迎慧
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 电压无功控制 模糊控制 Mamdani算法 工控机
分类号: TP273.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


论文对电压无功综合控制技术进行研究，针对传统九区域分区控制方法无视电压与无功耦合的缺点，结合变电站电压无功控制的实践经验，在传统控制方法上引入模糊控制，设计了基于模糊控制的电压无功综合控制系统。模糊推理系统中采用Mamdani型推理，非模糊化采用重心法，设计中使用MATLAB进行辅助设计和离线计算。模糊推理系统对电压－无功平面进行模糊分区，分区的边界不再是传统九区图控制中的某一确定数值，运行点也不是绝对的属于某一区域，这样就减小了由于测量值的微小变化引起运行点在相邻区域来回跳跃，引起不必要的电容器投切或电压调节。同时在设计控制规则时，针对九区图特殊的几个区域之间的振荡现象，制定了相应的规则来避免振荡。模糊控制实现电压无功综合控制避免了大量的数学计算，增加了系统的稳定性，减少电容器和变压器分接头动作的次数。设计中使用16位单片机80C196KC作为模拟量采集单元的控制器，实现了对电网中的电压、电流有效值等电参数的测量，并通过串行通信将以上参数传至控制主机工控机。工控机完成有功功率、无功功率以及功率因数的计算，并查询模糊控制表，给出控制量。实验数据表明，将模糊控制引入电压无功综合控制中，控制系统能够正确的完成对有载调压变压器分接头的升降和电容器组的投切，并可以避免设备频繁调节和振荡，提高设备运行寿命。

全文目录


1 绪论  7-10
  1．1 电压无功综合控制研究的背景及意义  7
  1．2 电压无功综合控制的发展现状  7-8
  1．3 本文的主要任务  8-10
2 模糊控制的基本原理及应用  10-21
  2．1 模糊控制的产生及应用  10-11
  2．2 基本模糊控制器的设计  11-20
    2．2．1 模糊控制系统的结构  12-14
    2．2．2 模糊化  14-16
    2．2．3 模糊控制表合成  16-19
    2．2．4 控制量查表输出和输出量精确化  19-20
  2．3 多输入多输出模糊控制  20-21
3 电压无功综合控制模糊推理器设计  21-42
  3．1 传统九区图控制策略  21-23
    3．1．1 九区图控制原理  21-22
    3．1．2 九区图控制的缺陷  22-23
  3．2 基于模糊控制的电压无功综合控制器  23-32
    3．2．1 模糊控制器的结构和原理  23-24
    3．2．2 量化因子和比例因子的选择  24-26
    3．2．3 隶属度函数的选择  26-28
    3．2．4 模糊推理规则  28-30
    3．2．5 模糊推理  30-32
    3．2．6 非模糊化  32
  3．3 基于MATLAB的计算机辅助设计  32-42
    3．3．1 MATLAB简介  32-33
    3．3．2 MATLAB模糊推理系统的设计  33-37
    3．3．3 MATLAB模糊推理系统分析  37-42
4 交流模拟量采集单元硬件组成及软件设计  42-55
  4．1 交流模拟量采集单元硬件组成原理  42-44
    4．1．1 硬件电路结构  42-43
    4．1．2 工作原理  43-44
  4．2 交流模拟量采集单元软件设计  44-55
    4．2．1 交流模拟量计算算法  44-47
    4．2．2 编程语言的选择  47-48
    4．2．3 主程序结构框图  48-49
    4．2．4 基本模块  49-55
5 电压无功综合控制系统设计  55-59
  5．1 电压无功综合控制系统硬件原理  55-56
  5．2 电压无功综合控制系统软件实现  56-59
6 系统实验数据及结论  59-64
  6．1 实验数据  59-62
  6．2 结论  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 模糊控制、模糊控制系统
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