抽水蓄能机组调节系统建模优化与评估 9787030650030 周建中,许颜贺中国科技出版传媒股份有限公司

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作者: 周建中,许颜贺
出版社: 中国科技出版传媒股份有限公司
ISBN: 9787030650030

出版时间: 2020-07
装帧: 平装
开本: 其他

作者: 周建中,许颜贺
出版社: 中国科技出版传媒股份有限公司

ISBN: 9787030650030
出版时间: 2020-07

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工程技术

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目录
目录前言第1章绪论 11.1 抽水蓄能电站地位与建设现状 11.2 抽水蓄能机组运行特点与挑战性问题 41.3 抽水蓄能机组调节系统辨识与控制优化研究现状 61.3.1 抽水蓄能机组调节系统辨识研究现状 71.3.2 抽水蓄能机组调节系统控制优化研究现状 101.4 抽水蓄能机组调节系统状态评估研究现状 131.4.1 故障诊断研究现状 131.4.2 状态趋势预测研究现状 151.4.3 状态评估研究现状 17参考文献 18第2章抽水蓄能机组调节系统全工况建模方法 242.1 抽水蓄能机组调节系统建模与数值仿真 252.1.1 可逆式水泵水轮机数学模型 252.1.2 过水系统数学模型 442.1.3 调速器数学模型 572.1.4 发电/电动机数学模型 592.1.5 调节系统特性分析与数值仿真 622.2 抽水蓄能机组调节系统模型参数辨识 852.2.1 基于粒子群算法的模型参数辨识 862.2.2 基于改进回溯搜索算法的模型参数辨识 942.2.3 基于改进万有引力搜索算法的模型参数辨识 1002.2.4 基于灰狼算法的模型参数辨识 1052.2.5 稀疏-鲁棒-最小二乘支持向量机模型参数辨识 115参考文献 135第3章抽水蓄能机组调节系统复杂工况控制优化 1393.1 启发式增益自适应PID控制 1393.1.1 控制器原理 1403.1.2 参数优化 1433.1.3 实例研究 1473.2 智能非线性PID控制 1533.2.1 非线性PID控制 1533.2.2 智能控制 1573.2.3 实例研究 1583.3 自适应快速预测-模糊PID控制 1633.3.1 模糊PID控制 1633.3.2 滚动预测机制 1653.3.3 自适应快速模糊分数阶PID控制 1673.3.4 实例研究 1683.4 多目标分数阶PID控制 1713.4.1 多目标优化问题定义 1723.4.2 第三代多目标非支配排序遗传算法 1733.4.3 改进第三代多目标非支配排序遗传算法 1763.4.4 基于LCNSGA-Ⅲ的多目标分数阶PID控制 1843.5 自适应预测-模糊PID最优控制 1933.5.1 抽水蓄能机组调节系统CARIMA模型 1933.5.2 自适应预测-模糊PID控制器设计 1983.5.3 自适应预测-模糊PID控制优化 2013.5.4 实例研究 2043.6 基于机理建模与数据驱动融合的广义预测控制 2113.6.1 抽水蓄能机组调节系统时间序列模型 2113.6.2 抽水蓄能机组调节系统广义预测控制 2163.6.3 实例研究 2263.7 基于T-S模糊模型辨识的广义预测控制 2333.7.1 广义预测控制基本原理 2333.7.2 T-S模糊模型辨识 2333.7.3 实例研究 2373.8 一次调频工况稳定性分析及控制优化 2503.8.1 控制参数敏感性分析 2503.8.2 控制参数优化 251参考文献 253第4章抽水蓄能机组极端工况控制优化与设备影响评估 2564.1 水泵断电工况导叶关闭规律优化 2564.1.1 多目标优化方法 2574.1.2 模糊满意度评价函数 2594.1.3 实例研究 2594.2 甩负荷工况导叶控制规律优化 2624.2.1 多目标优化方法 2634.2.2 模糊满意度评价函数 2634.2.3 实例研究 2634.3 甩负荷工况导叶与球阀联动关闭规律优化 2664.3.1 甩负荷导叶一段直线关闭规律 2674.3.2 甩负荷导叶与球阀联动关闭规律优化 2694.4 水泵断电工况关键指标定量分析 2724.4.1 关键指标分析流程 2734.4.2 实测数据关键指标分析 2744.4.3 多场景仿真数据指标分析 2794.5 水泵断电工况轴系结构强度计算与主轴运行轨迹分析 2874.5.1 可逆式水泵水轮机三维建模 2874.5.2 全流道流场仿真 2994.5.3 轴系有限元强度分析 312参考文献 326第5章抽水蓄能机组调节系统控制优化与性能评估系统开发 3285.1 系统逻辑架构 3285.1.1 表示层 3305.1.2 业务逻辑层 3315.1.3 数据访问层 3315.2 系统功能模块 3315.2.1 实时数据展示 3315.2.2 实时数据采集与存储 3325.2.3 暂态过程仿真 3405.2.4 模型参数辨识 3425.2.5 控制稳定性分析 3435.2.6 控制优化 3435.2.7 故障树模型与故障诊断 3455.2.8 专家系统故障诊断 3505.2.9 状态模糊层次综合评估与状态评估 3525.2.10 状态趋势预测 3575.2.11 报告管理 363参考文献 364第6章抽水蓄能机组调节系统在线监测与一体化装置设计及研发 3656.1 一体化装置与计算机监控系统通信 3656.2 一体化装置与调节系统的通信协议 3706.2.1 Modbus RTU协议 3706.2.2 Modbus TCP协议 3716.3 一体化装置与调节系统的数据采集 3746.4 一体化装置硬件设计与实现 3756.4.1 一体化装置硬件设计 3756.4.2 一体化装置硬件实现 385参考文献 388

内容摘要
本书针对抽水蓄能机组调节系统准确建模与辨识、优选控制策略与状态评估面临的关键科学问题与技术难题，以抽水蓄能水-机-电耦合复杂系统分析、系统科学与人工智能理论为基础，按照模型构建、参数辨识、控制优化、系统集成的递进式结构体系进行全面阐述。本书适合从事非线性系统建模与辨识、自动控制、状态评估和水电生产过程自动化相关学科高年级本科生、研究生学习参考使用，同样也适合从事抽水蓄能机组建模、辨识、控制工作的研究人员和抽水蓄能领域的工程技术人员参考借鉴。

精彩内容
徐艳和绿色能源快速发展以及能源结构深化改革背景下，我国抽水蓄能电站建设发展迅速，可逆式抽水蓄能机组研发、制造、应用和维护向高水头、大容量、智能化方向发展。抽水蓄能机组可逆式的结构设计以及各工况之间的复杂切换方式，使得水泵水轮机流道内流态紊乱、水力瞬变规律呈现不确定性，机组压力脉动和空化现象较常规水轮发电机组更为普遍。上述特点不仅对机组调节、电站稳定运行造成极大的困难，而且给机组的安全高效运行带来一系列亟待解决的国际学术前沿问题和工程技术难题。为此，针对抽水蓄能机组调节系统建模与控制优化及状态评估涉及的关键科学问题，提出抽水蓄能机组调节系统全工况建模与模型参数辨识方法；引入非线性控制、分数阶PID控制以及预测控制等控制理论，构建复杂工况激励下调节系统控制优化策略与方法体系；建立甩负荷、水泵工况断电工况的机组导叶关闭规律优化模型，探究极端工况对机组设备状态的影响；在理论研究成果的基础上，设计开发抽水蓄能机组调节系统控制优化与性能评估应用系统，实现机组调节系统在线监测系统与仿真试验一体化装置系统的集成与应用。

媒体评论
本书抽水蓄能机组非线性系统建模与辨识、自动控制、水电生产过程自动化等领域的科研、管理和教学人员阅读，也可作为相关专业研究生和高校学生的专业读物。
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