[發明專利]一種發電機勵磁系統PID參數整定方法

有效

• 申請號: 201610915574.0
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN107968607B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 范靜倫
• 申請（專利權）人: 重慶賽能軟件技術有限公司
• 主分類號: H02P9/14
• 分類號: H02P9/14;H02P9/00;G06F17/50
• 代理公司: 重慶中流知識產權代理事務所(普通合伙) 50214
• 代理人: 余義麗

本發明提供一種發電機勵磁系統PID參數整定方法，其特征在于，在發電機實際運行的空載額定電壓狀態下，用純比例調節的方式尋找波動點；以波動點的比例增益值VP`乘于系數n作為發電機勵磁系統PID參數整定的比例增益P參數的比例增益值VP；采用將PID參數中的積分時間I參數逐漸減少的方式測定PID運算器輸出控制信號震蕩發散收斂點的值Ta`，將該值Ta`乘于系數m作為發電機勵磁系統PID參數整定的積分時間I參數的時間常數值Ta；將發電機PID參數整定的微分時間D參數Tb設定為0；通過在發電機實際運行的空載額定電壓狀態時觀測PID控制器運算得出的PID控制信號變化來整定PID參數，可快速準確整定發電機PID參數，并真正達到運行時的最優效果，響應時間快又不產生震蕩。

技術領域

本發明涉及一種PID控制器參數整定方法，具體涉及一種應用于發電機勵磁系統的PID控制器PID參數整定方法

背景技術

現有技術發電機勵磁系統PID整定非常困難 ，只能在發電機空載狀態下，用階躍法來設置PID參數，升一定的電壓，觀測二階響應衰減震蕩周期，憑經驗來反復修改PID參數，不但效率低，而且整定的參數也極為不準，這種小范圍的階躍方法，很難真實反映發電機在額定狀態帶載的PID參數的最佳響應能力，造成負載大波動時系統控制不好，響應效果差，嚴重影響電網。小型發電機孤網運行，如艦船、礦山、石油鉆井平臺等負載突變供電影響更嚴重。

大、中型發電機無法帶載做AVR動態PID參數整定不允許大幅度衰減震蕩試驗，特別是水輪發電機由于水頭高低差距很大，發電機轉速不一樣，體積和慣量差距大，每個發電機都要在發電機現場整定PID 參數，工作量大且整定效果不好，一旦PID參數整定出錯會嚴重影響到發電機的運行。所以市場迫切需要一種可以方便簡單、快速的對發電機勵磁系統進行PID參數整定的方法。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種發電機勵磁系統PID參數整定方法，其特征在于，在發電機實際運行的空載額定電壓狀態下，用純比例調節的方式尋找PID運算器輸出控制信號波動點；以波動點的比例增益值VP`乘于系數n作為發電機勵磁系統PID參數整定的比例增益P參數的比例增益值VP；采用將電機勵磁系統PID參數中的積分時間I參數逐漸減少的方式測定PID運算器輸出控制信號震蕩發散收斂點的值Ta`，將該值Ta`乘于系數m作為發電機勵磁系統PID參數整定的積分時間I參數的時間常數值Ta；所述系數n在0.6至0.7之間取值；所述系數m在2.5至3.2之間取值。

進一步的，包括以下步驟：

S1：發電機軟起動到額定電壓并空載運行至額定電壓狀態下，將發電機勵磁系統PID控制器的積分時間I參數和微分時間D參數均設定為0，比例增益P參數為1；

S2：將PID控制器比例增益參數P從1開始逐漸增大，觀測發電機勵磁系統PID控制器運算輸出PID控制信號，直至出現PID運算器輸出控制信號波動點，記錄此時的比例增益值為第一比例增益值VP`，將第一比例增益值VP`乘以系數n得到第二比例增益值VP，將發電機勵磁系統PID控制器比例增益P參數設定為所述第二比例增益值VP，所述系數n在0.6至0.7之間取值；

S3：設定發電機勵磁系統PID控制器積分時間I參數的初始值為t，觀測發電機勵磁系統PID控制器運算輸出PID控制信號，逐步減小發電機勵磁系統PID控制器積分時間I參數的初始值t，直至出現PID運算器輸出控制信號震蕩發散的收斂點，記錄此時積分時間設定值為第一積分時間設定值Ta`，將第一積分時間設定值Ta`乘以系數m得到第二積分時間設定值Ta，將發電機勵磁系統PID控制器中的積分時間I參數設定為所述第二積分時間設定值Ta，所述系數m在2.5至3.2之間取值，所述初始值t在15秒至25秒之間取值；

S4：將發電機勵磁系統PID參數整定的微分時間D參數Tb設定為0。