陈光09030117电力自动化.doc

辽 宁 工 业 大 学 电力系统自动化 课程设计（论文） 题目： 25MW发电机自并励励磁自动控制系统设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气094 学 号： 090303117 学生姓名： 陈光 指导教师： 起止时间：2012.12.31—2013.01.11 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化 学 号 090303117 学生姓名 陈光 专业班级 电气094 课程设计题目 25MW发电机自并励励磁自动控制系统设计 课程设计（论文）任务 设计要求 阐述发电机励磁控制系统的控制原理。 确定励磁控制系统方案。 设计输入接口及电力参数数据采集通道。 设计输出接口及输出励磁控制通道。 确定控制算法，设计系统软件。 对设计进行总结。 基本参数及要求： 1水轮发电机容量25MW，功率因数0.85，定子额定电压18KV，额定转子电压177V。 2 要求电压调差系数在±15%范围内可调。 3 强励倍数1.8，不小于10秒 4 调压精度，机端电压静差率小于1％。 5 自动电压调节范围：60％～140％。 6 起动升压至额定电压时，超调量不大于5％。 进度计划 1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（1天） 2、系统总体方案设计，选择CPU，设计单片机最小系统。（1天） 3、设计输入接口及电力参数数据采集通道。（2天） 4、设计输出接口及输出励磁控制通道。（3天） 5、系统软件设计。（2天） 6、撰写、打印设计说明书（1天） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算  摘 要 同步发电机励磁控制系统承担着调节发电机输出电压、保障同步发电机稳定运行的重要责任。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，为电网提供合格的电能，而且还可有效地改善电力系统静态与暂态稳定性。要实现这个目的，就必须根据负载的大小和性质随时调节发电机的励磁电流。 本文采用自励系统中接线最简单的自并励励磁系统，针对同步发电机论述了自并励励磁自动控制系统的特点及发展现状，分析了自并励励磁自动控制的原理和实现方法，提出了基于AT89C51单片机的同步发电机自并励自动控制系统的设计思路，对于所设计的单片机最小系统经过经济性与技术性的比较后，选用了按键电平复位电路和内部时钟电路，并在此基础上设计了励磁装置的硬件系统和软件系统。最后又对整个系统进行了MATLAB仿真，以用来对比运用算法所得结果与仿真所得结果是否在误差允许范围内。 本文主要内容是进行了模糊自调整PID 控制设计,克服了传统PID 控制非线性差、对模型要求高的缺点,并深入进行了基于免疫算法的模糊PID 控制设计,把生物学中的细胞免疫原理用于模糊PID 控制器中,加强了控制器的自我校正能力,自适应能力,提高了控制精度和速度。 关键词：自并励励磁自动控制系统；AT89C51单片机；MATLAB仿真 目 录 第1章 绪论 1 1.1 励磁控制系统概况 1 1.2 本文主要内容 1 第2章 发电机自并励励磁自动控制系统硬件设计 3 2.1 发电机自并励励磁自动控制系统总体设计方案 3 2.2 单片机最小系统设计 3 2.3 发电机自并励励磁自动控制系统模拟量检测电路设计 6 2.4 直流稳压电源电路设计 7 第3章 自并励励磁控制系统软件设计 10 3.1 软件实现功能综述 10 3.2 流程图设计 10 3.2.1 主程序流程图设计 10 3.2.2 模拟量检测流程图设计 11 3.3 程序清单 12 第4章 系统仿真与分析 14 4.1 Matlab软件简介 14 4.2 系统仿真模型的设计 15 第5章 课程设计总结 17 参考文献 18 绪论 励磁控制系统概况 供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力