[发明专利]一种一次调频反馈通道非线性环节参数配置方法和系统

权利要求书

1.一种一次调频反馈通道非线性环节参数配置方法，针对含有“死区-PID控制器-限幅”环节的一次调频模型，其中，含有“死区-PID控制器-限幅”环节的一次调频模型包括水电、火电和直流FC一次调频模型；其特征在于：

所述配置方法包括以下步骤：

步骤1：用描述函数表示非线性环节；

步骤2：确定非线性环节增益；

步骤3：根据改进的Nyquist判据，确定单一非线性环节及“死区-PID控制器-限幅”环节具体参数的稳定范围；

步骤2所述确定非线性环节增益，具体为：

针对死区环节，根据死区环节输入幅值Ai，得到对应的死区环节增益N(Ai，a)；

针对限幅环节，根据同一通道上限幅环节的输入量幅值Bi，得到对应的限幅环节增益N(Bi,b)；

其中，a和b分别为死区环节和限幅环节的设定值；

对于确定的死区环节设定值a，确定唯一一组N(Ai)值；

所述死区环节输入幅值Ai根据一次调频调节范围选择，为正弦信号幅值；

所述同一通道上限幅环节的输入量幅值Bi，根据幅值的等效替代，Bi由Ai以及PID控制器参数表示，从而含有同一输入下的非线性环节增益为N(Ai,a,b)；

步骤3所述改进的Nyquist判据具体为：

根据系统特征方程，将非线性环节特性曲线替代Nyquist判据中关键的点(-1，0)来进行稳定性判断；

所述根据改进的Nyquist判据，确定单一非线性环节具体参数的稳定范围，具体为：

绘制相应的G(s)与非线性环节特性曲线，由临界稳定点求出非线性环节增益临界稳定值；

根据非线性环节的描述函数进一步确定具体参数的稳定范围；

步骤3所述根据改进的Nyquist判据，确定“死区-PID控制器-限幅”环节具体参数的稳定范围，具体为：

绘制相应的G(s)与-1/N(Ai，a，b)曲线，由临界稳定点求出含有同一输入下的非线性环节增益N(Ai，a，b)的稳定范围；

分别代回求解死区环节和限幅环节的描述函数，以及由Ai和PID控制器参数表示的Bi公式，确定其各自参数稳定域。

2.一种一次调频反馈通道非线性环节参数配置系统，针对含有“死区-PID控制器-限幅”环节的一次调频模型，其特征在于：

所述配置系统包括非线性环节表示单元、非线性环节增益确定单元和参数稳定范围确定单元；

所述非线性环节表示单元，用于用描述函数表示非线性环节；

所述非线性环节增益确定单元，用于确定非线性环节增益；

所述参数稳定范围确定单元包括单一非线性环节参数稳定范围确定单元和“死区-PID控制器-限幅”环节参数稳定范围确定单元，分别用于根据改进的Nyquist判据，确定单一非线性环节及“死区-PID控制器-限幅”环节具体参数的稳定范围；

所述非线性环节增益确定单元包括死区环节增益确定单元和限幅环节增益确定单元；

所述死区环节增益确定单元，用于针对死区环节，根据死区环节输入幅值Ai，得到对应的死区环节增益N(Ai，a)；

所述限幅环节增益确定单元，用于针对限幅环节，根据同一通道上限幅环节的输入量幅值Bi，得到对应的限幅环节增益N(Bi,b)；

其中，a和b分别为死区环节和限幅环节的设定值；

对于确定的死区环节设定值a，确定唯一一组N(Ai)值；

所述死区环节输入幅值Ai根据一次调频调节范围选择，为正弦信号幅值；

所述同一通道上限幅环节的输入量幅值Bi，根据幅值的等效替代，Bi由Ai以及PID控制器参数表示，从而含有同一输入下的非线性环节增益为N(Ai,a,b)；

所述改进的Nyquist判据通过将系统特征方程所表示的非线性环节特性曲线替代Nyquist判据中关键的点(-1，0)进行稳定性判断；

所述单一非线性环节参数稳定范围确定单元包括单一非线性环节绘制单元和单一非线性环节确定单元；

所述单一非线性环节绘制单元，用于绘制相应的G(s)与非线性环节特性曲线，由临界稳定点求出非线性环节增益临界稳定值；

所述单一非线性环节确定单元，用于根据非线性环节的描述函数进一步确定具体参数的稳定范围；

所述“死区-PID控制器-限幅”环节参数稳定范围确定单元包括“死区-PID控制器-限幅”环节绘制单元和“死区-PID控制器-限幅”环节确定单元；

所述“死区-PID控制器-限幅”环节绘制单元，用于绘制相应的G(s)与-1/N(Ai，a，b)曲线，由临界稳定点求出含有同一输入下的非线性环节增益N(Ai，a，b)的稳定范围；

所述“死区-PID控制器-限幅”环节确定单元，用于分别代回求解死区环节和限幅环节的描述函数，以及由Ai和PID控制器参数表示的Bi公式，确定其各自参数稳定域。