复杂管系水轮机调节系统非线性建模与分析

• 作者: 丁聪 把多铎 袁璞 陈帝伊
• 来源期刊: 排灌机械工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水轮机 调节系统 非线性分析 复杂管系 分岔
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 所属期刊栏目: 水利水电工程
• 页码范围: 428-435
• 分类号: S277.9|TV734
• 字数: 5849字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.011

摘要

为了深入揭示水轮机调节系统的非线性本质,研究了非线性水轮机调节系统的建模及动力学问题,在引水系统为复杂管道情况下,考虑水轮机调节系统中传递系数随运行工况变化而呈现的非线性,引入水轮机非线性传递系数,建立了复杂引水管系时的水轮机调节系统非线性数学模型.使用直接代数判据进行理论分析,得到了系统Hopf分支临界点组成的曲线.理论分析表明:水轮机调节系统响应在曲线的一侧区域内是稳定的,在另一侧是不稳定的.通过数值模拟,分析了Hopf分叉点两侧水轮机调节系统稳定性的变化情况,验证了理论分析结果的正确性,得到了使水轮机调节系统处在稳定区域内的调速器PID参数的范围.通过分岔图、Poincare映射图、功率谱图、时域图、相轨迹图、频谱图等,综合分析了随水轮机调节系统参数变化时,系统非线性动力学行为特性.该分析方法与结果,可为水电站系统的安全稳定运行提供理论依据.