陈勇洁，林晓焕，吕广雷，李峙毅，罗岩，钟世龙

基于自适应模糊PID的液控稳频水流发电系统研究

陈勇洁，林晓焕，吕广雷，李峙毅，罗岩，钟世龙

（西安工程大学 机电工程学院，陕西 西安 710048）

针对现有液控稳频自然水流发电装置控制系统响应时间长，控制精度不足，超调量大，达到稳态时间过长等不足，提出了一种基于自适应模糊PID的液控稳频水流发电系统，对变排量马达及其变排量机构进行数学建模，推得传递函数，通过MATLAB工具箱设计了模糊控制器，利用控制变量思想对控制系统进行仿真，对比传统PID和模糊PID的仿真结果得出结论：采用自适应模糊PID的液控稳频水流发电系统有更好的控制精度，超调量小，达到稳态时间更短、鲁棒性强等优势。

水流发电；液控稳频；模糊PID；MATLAB仿真

随着全球工业的不断发展，石油、煤炭等化石燃料能源消耗量巨大，自然环境也深受影响，包括水能、风能以及太阳能等在内的自然动力成为各国高度重视的焦点[1-2]。其中，自然水流能具有蕴藏储量大、功率密度大等特点，相对于传统的水力发电系统，自然水流发电系统对生态环境破坏较小[3]。因此，对自然水流发电装备技术的研究与工业性开发具有重大的现实意义和长远价值。

我国的自然水流能资源储蓄是相对较为丰富的，然而江河、海水这些自然水流的动能并未能被充分利用。我国的水电行业起步较晚，目前我国的水电技术与国际先进水平也仍有差距，主要技术难点在于：自然水流流速、流量不稳定，且一般无明显变化规律，水轮机捕获的能量也随之无规律变化，如何利用这样不稳定的动力源实现恒频高质量发电是一大技术难题[4]。……