1.一种抑制调压室引起被控参数低频波动的PID控制方法,其特征在于,在传统PID调速器模型的基础上,包括如下步骤:步骤1、采用傅里叶级数从被控参数测量信号i(k)中提取被控参数主波信号im(k),将其输入至PID控制器,得到PID输出值yPID(k);
步骤2、采用傅里叶级数从水头信号中提取水头基波信号ht(k),并将所述水头基波信号ht(k)输入至基波附加控制器中,得到水头附加控制值ya(k),然后与PID输出yPID(k)叠加后作为PID调速器的输出信号yout(k)。
2.根据权利要求1所述的一种抑制调压室引起被控参数低频波动的PID控制方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:步骤1.1、根据傅里叶级数得到调压室引起的被控参数振荡基波过程为:采用和式代替积分,对式(12)进行离散,得到被控参数基波信号ib(k):其中,k为采样次数,ΔT为采样周期,N为1周期内的采样次数,Tb为调压室引起的被控参数振荡周期;
步骤1.2、由所述被控参数实测信号i(k)减去被控参数基波信号ib(k)得到被控参数主波信号im(k):im(k)=i(k)-ib(k) (14);
其中,在PID调速器工作在频率模式时,被控参数i为机组频率x,PID调速器工作在功率模式时,被控参数i为机组功率p;
步骤1.3、将所述被控参数主波信号im(k)输入至PID控制器进行比例、积分、微分运算,得到PID输出值yPID(k):yPID(k)=fPID[im(k)] (15);
其中,fPID为PID计算关系;im(k)为第k个采样周期的被控参数主波信号。
3.根据权利要求2所述的一种抑制调压室引起被控参数低频波动的PID控制方法,其特征在于,所述步骤2具体为:步骤2.1、采用傅里叶级数从水头信号中提取水头基波信号ht(k),并将所述水头基波信号ht(k)输入至基波附加控制器中进行比例运算得到水头附加控制值ya(k):其中,ht(k)为第k个采样周期的水头基波信号,C为控制系数,Tb水头偏差的振荡周期,与被控参数振荡周期相同,a′1(k)与b′1(k)分别为第k个采样周期的水头基波系数:其中,h(j)为第j个采样周期的水头测量信号,;
步骤2.2、将所述水头附加控制值ya(k)作为接力器行程控制附加量叠加至控制器PID输出值中,得到PID调速器的输出信号yout(k):yout(k)=yPID(k)+ya(k) (18)。
4.根据权利要求3所述的一种抑制调压室引起被控参数低频波动的PID控制方法,其特征在于,所述水头偏差和被控参数的振荡周期Tb均为:其中,L为隧洞长度,a为隧洞中的水击波速,F为隧洞断面面积,g为重力加速度,FT为调压室断面面积。
5.根据权利要求3所述的一种抑制调压室引起被控参数低频波动的PID控制方法,其特征在于,所述水头偏差和被控参数的振荡周期Tb根据测量得到。