[发明专利]一种发电机励磁系统PID参数整定方法

说明书

本发明提供一种发电机励磁系统PID参数整定方法，其特征在于，在发电机实际运行的空载额定电压状态下，用纯比例调节的方式寻找波动点；以波动点的比例增益值VP`乘于系数n作为发电机励磁系统PID参数整定的比例增益P参数的比例增益值VP；采用将PID参数中的积分时间I参数逐渐减少的方式测定PID运算器输出控制信号震荡发散收敛点的值Ta`，将该值Ta`乘于系数m作为发电机励磁系统PID参数整定的积分时间I参数的时间常数值Ta；将发电机PID参数整定的微分时间D参数Tb设定为0；通过在发电机实际运行的空载额定电压状态时观测PID控制器运算得出的PID控制信号变化来整定PID参数，可快速准确整定发电机PID参数，并真正达到运行时的最优效果，响应时间快又不产生震荡。

技术领域

本发明涉及一种PID控制器参数整定方法，具体涉及一种应用于发电机励磁系统的PID控制器PID参数整定方法

背景技术

现有技术发电机励磁系统PID整定非常困难 ，只能在发电机空载状态下，用阶跃法来设置PID参数，升一定的电压，观测二阶响应衰减震荡周期，凭经验来反复修改PID参数，不但效率低，而且整定的参数也极为不准，这种小范围的阶跃方法，很难真实反映发电机在额定状态带载的PID参数的最佳响应能力，造成负载大波动时系统控制不好，响应效果差，严重影响电网。小型发电机孤网运行，如舰船、矿山、石油钻井平台等负载突变供电影响更严重。

大、中型发电机无法带载做AVR动态PID参数整定不允许大幅度衰减震荡试验，特别是水轮发电机由于水头高低差距很大，发电机转速不一样，体积和惯量差距大，每个发电机都要在发电机现场整定PID 参数，工作量大且整定效果不好，一旦PID参数整定出错会严重影响到发电机的运行。所以市场迫切需要一种可以方便简单、快速的对发电机励磁系统进行PID参数整定的方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种发电机励磁系统PID参数整定方法，其特征在于，在发电机实际运行的空载额定电压状态下，用纯比例调节的方式寻找PID运算器输出控制信号波动点；以波动点的比例增益值VP`乘于系数n作为发电机励磁系统PID参数整定的比例增益P参数的比例增益值VP；采用将电机励磁系统PID参数中的积分时间I参数逐渐减少的方式测定PID运算器输出控制信号震荡发散收敛点的值Ta`，将该值Ta`乘于系数m作为发电机励磁系统PID参数整定的积分时间I参数的时间常数值Ta；所述系数n在0.6至0.7之间取值；所述系数m在2.5至3.2之间取值。

进一步的，包括以下步骤：

S1：发电机软起动到额定电压并空载运行至额定电压状态下，将发电机励磁系统PID控制器的积分时间I参数和微分时间D参数均设定为0，比例增益P参数为1；

S2：将PID控制器比例增益参数P从1开始逐渐增大，观测发电机励磁系统PID控制器运算输出PID控制信号，直至出现PID运算器输出控制信号波动点，记录此时的比例增益值为第一比例增益值VP`，将第一比例增益值VP`乘以系数n得到第二比例增益值VP，将发电机励磁系统PID控制器比例增益P参数设定为所述第二比例增益值VP，所述系数n在0.6至0.7之间取值；

S3：设定发电机励磁系统PID控制器积分时间I参数的初始值为t，观测发电机励磁系统PID控制器运算输出PID控制信号，逐步减小发电机励磁系统PID控制器积分时间I参数的初始值t，直至出现PID运算器输出控制信号震荡发散的收敛点，记录此时积分时间设定值为第一积分时间设定值Ta`，将第一积分时间设定值Ta`乘以系数m得到第二积分时间设定值Ta，将发电机励磁系统PID控制器中的积分时间I参数设定为所述第二积分时间设定值Ta，所述系数m在2.5至3.2之间取值，所述初始值t在15秒至25秒之间取值；

S4：将发电机励磁系统PID参数整定的微分时间D参数Tb设定为0。