系统输入幅值对增稳系统特性影响研究
影响电力系统运行的稳定性的原因及措施
影响电力系统运行的稳定性的原因及措施作者：zhangyap… 文章来源：本站原创点击数： 0 更新时间：2010-4-13 21:32:22 【字体：小大】湖北安全生产信息网(安全生产资料大全) 寻找资料>>前言所谓电力系统运行的稳定性，就是指在受到外界干扰的情况下发电机组间维持同步运行的能力。
研究电力系统稳定性问题归结为研究当系统受到扰动后的运动规律，从而判断系统是否可能失去稳定而研究提高系统稳定性的措施。
电力系统稳定性问题，是一个机械运动过程和电磁暂态过程交织在一起的复杂问题，属于电力系统机电暂态过程的范畴。
根据扰动量的大小，可将电力系统稳定性分为静态稳定性和暂态稳定性两大类型。
1影响电力系统运行稳定性的因素在电力系统中，各同步发电机是并联运行的，使并联的所有发电机保持同步是电力系统维持正常运行的基本条件之一。
1.1电力系统的稳定性与系统的发展密切相关对于早期孤立运行的发电厂和发电机并列的运行在公共母线上，并列运行的稳定性问题并不严重。
随着系统容量和供电范围的扩大，许多发电厂并联运行在同一电力系统时，并列运行稳定性日益严重。
在现代电力系统中，稳定性问题常称为制约交流远距离输电的输送容量的决定性因素。
当电力系统失去稳定时，系统内的同步发电机失步，系统发生振荡，结果会使系统解列，可能造成大面积的用户停电。
因此，失去稳定性是电力系统最严重的故障。
1.2电力系统在运行中时刻受到小的扰动例如负荷的随机变化，汽轮机蒸汽压力的波动、发电机端电压发射点小的偏移等等。
在小扰动作用下，系统将会偏离运行平衡点，如果这种偏离很小，小扰动消失后，系统又重新恢复平衡，则称系统是静态稳定的。
如果偏离不断扩大，不能重新恢复原来的平衡状态，则系统不能保持静态稳定。
1.3电力系统运行时还会受到大的扰动例如，电气元件的投入或切除、输电线路发生短路故障等等。
在大扰动作用下，如果系统运行状态的偏离是有限的，且在大扰动结束后又达到了新的平衡，则称系统是暂态稳定的。
系统幅值裕度的物理意义
系统幅值裕度的物理意义（最新版）目录1.幅值裕度的定义2.幅值裕度与系统稳定性的关系3.幅值裕度的物理意义4.幅值裕度在实际应用中的重要性正文一、幅值裕度的定义幅值裕度是指在幅值的基础上再留有一定余地的程度，即允许存在的最大偏差。
它常用于数学、物理等学科以及电流、电磁、机械等领域。
幅值就是幅度，指的是偏离平衡位置的最大距离。
例如，在一个周期内，交流电出现的最大绝对值，称为交流电的幅值，也叫最大值、振幅、峰值。
二、幅值裕度与系统稳定性的关系幅值裕度与系统的稳定性密切相关。
在开环系统中，如果增益再增加Kg 倍时，系统将处于临界稳定状态。
这也就意味着，在实际应用中，为了确保系统的稳定性，需要在幅值上留有一定的余地。
三、幅值裕度的物理意义幅值裕度在物理学中具有重要的意义。
首先，它代表了系统在面对外部扰动时的稳定性程度。
当系统的幅值裕度较大时，表明系统对外部扰动的抵抗能力较强，系统相对稳定；反之，则表明系统对外部扰动的抵抗能力较弱，系统容易失稳。
其次，幅值裕度还可以用于衡量系统在面对不确定性时的鲁棒性。
不确定性越大，系统的幅值裕度就需要越大，以确保系统在不确定性条件下仍能保持稳定。
四、幅值裕度在实际应用中的重要性幅值裕度在实际应用中具有很高的重要性。
在通信系统中，为了确保信号传输的稳定性，需要合理设定信号的幅值裕度。
在电力系统中，幅值裕度对于保证电力传输的稳定性和安全性也具有重要作用。
此外，在机械工程、航空航天等领域，幅值裕度同样是设计和分析系统稳定性的重要参数。
综上所述，幅值裕度作为描述系统稳定性的一个重要指标，在理论研究和实际应用中都具有重要意义。
电力系统稳定性分析与参数调节
电力系统稳定性分析与参数调节1. 引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，对于保证电力供应的稳定性具有重要意义。
稳定性是电力系统运行的关键指标，也是电力系统工程师需要关注和研究的核心问题之一。
本文将详细介绍电力系统稳定性分析的方法和参数调节的技术。
2. 电力系统稳定性分析电力系统稳定性分析旨在评估系统在受到扰动（如电网故障、负荷突变等）后的恢复能力。
常用的稳定性分析方法包括暂态稳定性分析和静态稳定性分析。
2.1 暂态稳定性分析暂态稳定性分析主要研究系统在发生大幅度扰动后的瞬时和短期响应能力。
常用的方法有数值计算法和直接模点法。
数值计算法基于电力系统的动态模型，通过数值计算求解系统在扰动后的暂态响应。
其优点是能够准确地模拟系统的动态过程，但计算量较大，对计算机的性能要求较高。
直接模点法是一种简化的方法，通过在系统运行轨迹上选择一系列关键节点进行分析。
它基于起始和终止瞬态稳定点之间的连接性质计算系统的稳定性边界。
虽然存在一定误差，但计算速度较快，方便工程师进行实时分析。
2.2 静态稳定性分析静态稳定性分析研究系统在小幅度扰动后的长期稳定性，即系统是否能够恢复到新的平衡状态。
常用的方法有潮流灵敏度分析和灵敏度曲线法。
潮流灵敏度分析是基于潮流计算结果，通过改变负荷或发电机的参数，观察系统响应的变化。
利用潮流灵敏度分析可以评估系统的稳定性并确定对稳定性影响最大的节点和装置。
灵敏度曲线法是一种图解法，通过绘制灵敏度曲线来评估系统的稳定性。
在曲线上，横坐标表示参数变化，纵坐标表示系统稳定裕度，通过分析曲线的斜率和截距来判断系统的稳定性。
3. 电力系统参数调节电力系统参数调节的目的是提高系统的稳定性和可靠性，保证系统在各种扰动下能够快速恢复并保持正常运行。
常用的参数调节方法包括负荷调节、发电机励磁调节和电网调节。
3.1 负荷调节负荷调节是通过调节负荷的大小和分布来调整电力系统的功率平衡。
当系统负荷增加时，可以通过增加发电机出力或改变负荷分布来恢复稳定。
控制系统稳态增益
控制系统稳态增益
控制系统稳态增益是描述控制系统在稳定状态下对输入信号放大的能力。
在控制系统中，增益通常是指系统输出与输入之间的比例关系。
在稳态条件下，系统的输出将趋于一个稳定值，不再随时间变化。
在控制系统的分析和设计中，稳态增益是一个重要的性能指标。
它反映了系统对输入信号的放大程度，以及系统对干扰的抑制能力。
稳态增益越大，意味着系统对输入信号的放大作用越强，但同时也可能导致系统对干扰更敏感。
稳态增益的计算通常涉及到系统的传递函数。
传递函数描述了系统输入与输出之间的关系，可以表示为输出信号与输入信号之间的拉普拉斯变换之比。
通过计算传递函数在稳态条件下的增益，可以评估系统的稳态性能。
需要注意的是，稳态增益只是控制系统性能的一个方面。
在实际应用中，还需要考虑系统的动态性能、稳定性以及对噪声和干扰的抑制能力等因素。
因此，在设计和评估控制系统时，需要综合考虑多个性能指标，以确保系统能够满足实际应用需求。
系统幅值裕度的物理意义
系统幅值裕度的物理意义系统幅值裕度是一个用于描述线性时不变系统稳定性的重要参数。
它主要反映了系统在遇到外部扰动时，输出信号与输入信号之间的幅度差值。
在工程领域，幅值裕度是一个关键的性能指标，它直接影响着系统的稳定性和可靠性。
物理意义：1.系统幅值裕度的物理意义在于，它能够衡量系统在遇到扰动时的响应幅度。
幅值裕度越大，系统对外部扰动的抵抗能力越强，稳定性越好。
2.幅值裕度与系统的传递函数有关。
传递函数是系统输出与输入之间的关系，可以通过对系统进行分析得到。
通过对传递函数进行分析，可以得到幅值裕度的表达式，从而判断系统的稳定性。
3.幅值裕度在工程应用中具有很高的实用价值。
在实际工程设计中，设计人员需要根据系统的使用环境和性能要求，合理选择和调整系统的参数，以提高幅值裕度，确保系统的稳定性。
提高方法：1.提高系统幅值裕度的方法主要包括：优化系统设计，调整系统参数，增加阻尼比等。
2.优化系统设计：通过改进系统的结构和参数，提高系统的稳定性。
例如，在控制系统设计中，可以采用PID控制器，通过调整比例、积分和微分参数，实现对系统性能的优化。
3.调整系统参数：根据系统的使用环境和性能要求，合理调整系统的参数，以提高幅值裕度。
例如，在振动系统的设计中，可以通过改变弹簧刚度、质量等参数，提高系统的稳定性和抗扰动能力。
4.增加阻尼比：阻尼比是系统在振动过程中的能量耗散程度。
增加阻尼比可以提高系统的稳定性和抗扰动能力。
例如，在机械系统中，可以采用摩擦阻尼或粘滞阻尼等方式，增加系统的阻尼比。
总结：系统幅值裕度是一个重要的性能指标，它反映了系统在遇到外部扰动时的稳定性。
通过合理选择和调整系统参数，优化系统设计，增加阻尼比等方法，可以有效提高系统的幅值裕度，确保系统的稳定性和可靠性。
幅值裕度的物理意义
幅值裕度的物理意义幅值裕度是一个重要的概念，它在物理学和工程领域中被广泛应用。
幅值裕度可以理解为系统或信号的稳定性和可靠性指标，它衡量了系统或信号的振幅变化范围与其在某一特定条件下的稳定振幅之间的关系。
在物理学中，幅值裕度用于评估系统的稳定性。
一个稳定的系统是指在受到外界扰动或参数变化的情况下，系统的输出仍能保持在可接受的范围内。
而幅值裕度就是用来衡量系统是否具有足够的稳定性。
幅值裕度越大，系统的稳定性就越好。
在工程领域中，幅值裕度被广泛应用于控制系统的设计和分析中。
控制系统是用来改变或维持系统状态的一种装置，例如自动驾驶汽车、飞机自动驾驶系统等。
控制系统的稳定性对于系统的安全和性能至关重要，而幅值裕度是评估控制系统稳定性的重要指标。
幅值裕度的物理意义可以通过一个简单的例子来理解。
假设有一个飞机自动驾驶系统，它的任务是保持飞机在指定高度飞行。
系统的输入是飞机的高度信号，输出是控制信号，用来控制飞机的升降舵。
如果飞机的高度发生微小变化，系统需要通过调整升降舵的位置来使飞机恢复到指定高度。
而幅值裕度就是衡量系统能够容忍的高度变化范围。
如果系统的幅值裕度较大，即系统能够容忍较大的高度变化而不失去稳定性，那么飞机在受到轻微扰动后仍能保持在指定高度上飞行，系统具有较好的稳定性。
幅值裕度的大小取决于系统本身的特性以及外界的扰动和变化。
在设计和分析控制系统时，工程师需要考虑幅值裕度的大小，以确保系统的稳定性和可靠性。
如果幅值裕度过小，系统可能会对微小的扰动非常敏感，导致系统不稳定。
而如果幅值裕度过大，系统可能会对较大的扰动无法正确响应，也会导致系统不稳定。
幅值裕度在物理学和工程领域中具有重要的物理意义。
它不仅是评估系统稳定性和可靠性的指标，也是设计和分析控制系统的重要参数。
通过合理地选择幅值裕度的大小，可以确保系统在受到外界扰动和变化的情况下仍能保持稳定，并具有良好的性能。
第六章增稳与控制增稳系统2
XT (i) 为配平状态， U U (i) UT (i) 表示四个作动器相对于配平 位置的变化
假定：经历一个采样周期后，可使系统进入新的配平状态 X (i) X T (i) X (i 1) X (i) BD[U (i) UT (i)]
侧向气动模型及航向控制增稳系统
耦合作用
v
p a
N
r
N
r v
N
r p
Nra
杆 系
串联 舵机
助力器
自动倾 斜器
r Nrr
伺服控 制器
权限限制
静稳定性
N
r
0
1 r 1
r s
s
阻尼
N
r r
kr
杆位移传感器
M (S)
指令模型
k
增稳与控制增稳系统工作原理
机械稳定装置
贝尔稳定杆，洛克希德稳定杆，杭尼韦尔稳定杆 适用小型及跷跷板式旋翼直升机 稳定裕量有限,不能在全飞行包线内提供 稳定杆及其联动装置增加旋翼阻力
a 加速度计
z
助力器
自动倾斜器
方块图
指令模型 杆力传感器 FP
FP=0系统只起增稳作用 FP>0 =e+j
M (s)
Kp
N (s)
校正网络
+
Km 机械逻辑
助力器
+
Ka
放大
R(s)
B1(s)
伺服机构 + e
•
速度陀螺
Kg
自动倾斜器
B2 (s)
G• (s)
K ny
两反馈通道提高稳定精度n 加速度计
新版自动控制理论实验课程教学大纲.答案
《自动控制理论》实验教学大纲课程名称：自动控制理论课程性质：非独立设课使用教材：自编课程编号：面向专业：自动化课程学分：考核方法：成绩是考核学习效果的重要手段，实验成绩按学生的实验态度，独立动手能力和实验报告综合评定，以20%的比例计入本门课程的总成绩。
实验课总成绩由平时成绩（20%）、实验理论考试成绩（40%）、实验操作考试成绩（40%）三部分组成，满分为100分。
实验理论考试内容包含实验原理、实验操作方法、实验现象解析、实验结果评价、实验方案设计等。
考试题型以填空、判断、选择、问答为主，同时可结合课程特点设计其他题型。
实验操作考试根据课程特点设计若干个考试内容，由学生抽签定题。
平时成绩考核满分为20分，平时成绩= 平时各次实验得分总和÷实验次数（≤20分）。
每次实验得分计算办法为：实验报告满分10分（其中未交实验报告或不合格者0分，合格6分，良好8分，优秀10分）；实验操作满分10分（其中旷课或不合格者0分，合格6分，良好8分，优秀10分）。
撰写人：任鸟飞审核人：胡皓课程简介：自动控制理论是电气工程及其自动化专业最主要的专业基础必修课。
通过本课程的各个教学环节的实践，要求学生能熟练利用模拟电路搭建需要的控制系统、熟练使用虚拟示波器测试系统的各项性能指标，并能根据性能指标的变化分析参数对系统的影响。
实验过程中要求学生熟悉自动控制理论中相关的知识点，可以在教师预设的实验前提下自己设计实验方案，完成实验任务。
教学大纲要求总学时80，其中理论教学68学时、实验12学时，实验个数6个。
9采样控制系统的分析√4选做10采样控制系统的动态校正√4选做合计实验一典型环节的电路模拟一、实验类型：综合性实验二、实验目的：1.熟悉THBCC-1型实验平台及“THBCC-1”软件的使用；2.熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3.测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
三、实验内容与要求：1.设计并组建各典型环节的模拟电路；2.测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响；3.画出各典型环节的实验电路图，并注明参数。
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１ １ 俯仰 增 稳 系统功用 ．
对 系统 的错误 评价 ， 而造成 不可 预期 的后 果 。 从
本 文基 于飞行 品质 试 飞 中 遇到 的 问题 ， 以某 型
俯 仰增 稳 系 统 通 过 提供 满 意 的短 周 期 模 态 阻
尼 和频 率 ， 以改 善纵 向的动 稳定性 和静 稳定 性 。
此， 在进 行增 稳 系 统 及 控 制 增 稳 系 统 飞 行 试 验 时 ， 需特 别关 注操 纵输 入 的幅值 ， 以防 止其 大 小 超 过 系 统 的操 纵 权 限 。否 则 ， 会 使 系统 的 执 行 机 构 （ 将 舵 机） 和 ， 饱 飞机 ＋增 稳 系 统 （ 制 增 稳 系统 ） 组 系统和控制增稳 系统 由于 系统本身对操纵权 限的局 限性， 限制 了系统操纵 输入 幅值 的大小 ， 很难 在整个
飞行包线 内改善飞机 的飞行 品质 ， 对飞机 性能的提高很 有 限。 以某型 飞机 为例 ， 通过 仿真验证 了该 结论 。仿真结 果表 明， 系 统输入幅值在不超过临界饱和值 时， 增稳系统能够起到增稳作 用 ； 否则 ， 增稳 系统 的增稳效 能将随着饱 和程度 的增 强逐 渐消
第１ ２卷
第２ Ｏ期
２ １ ７月 ０ ２年
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ． ２ Ｎｏ ２ Ｊ １ ０ ２ １１ ． ０ ｕ ．２ １
１７ — １ １ （ ０２ ２ — １７０ ６ １ ８ ５ ２ １ ）０ ５ １ —４
Ｓｃｅ ｃ ｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｉｎ ｅ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉｇ
加 迎角 或 （ ） 向过 载 反馈 组 成 的 。此模 态 的 反 和 法
此 它 的应 用 将 会 使 传 统 增 稳 系 统 和 控 制 增 稳 系 统
２１ ０ ２年 ３月 ２ ８日收到 ， ４月 １ ３ ８ １修改 第一作者 简介 ： 刘 瑜 （９ ２ ） 男 ， １ ８一 ， 陕西西 安人 ， 士研究生 。研 硕
１ ２ 俯 仰增 稳 系统 的组成 ．
飞 机为 例 ， 过对 其 纵 向通 道 的仿 真 验 证 ， 终 验 通 最 证 了该 观 点 的正 确 性 。 由于 电传 飞 行 控 制 系 统 是
一
种全 时 间 、 权 限 的 控 制 增 稳 飞 行 控 制 系 统 ， 全 因
俯 仰增 稳 系 统 是 在俯 仰 阻 尼 器 的基 础 上 再 增
感器的噪声滤波器 ， 用于滤除迎角信号 中的低频噪 声； ， Ｇ 表示速率传感器的噪声滤波器 ； ： Ｇ 表示飞机
５ １ １８
科
学
技
术
与
工
程
１ ２卷
增 稳 系统 的简 化方框 图如图 ２所 示 。假 设 在未加 增
稳 系统 的状态 下 ， 飞机纵 向短周 期 阻尼 比为 ０ １ 无 ．，
失。最后 ， 出 了电传 飞行 控制系统全时间、 提 全权 限的特 点 ， 完全克服 了增稳 系统和 控制增 稳系统 由于操作权 限 限制 的致命 弊端 ， 可替代它们在整个飞行包线 内更好地改善飞机 的飞行 品质。
关键词
增稳 系统
控制增稳 系统
操纵权 限 Ａ
电传 操纵系统
全权 限
阻尼 自然 角频率为 ５ｒｌ 。速率反馈增 益 为 ａ／ ｃｓ
０ ５ ， 角 反 馈 增 益 为 ０ １ 。该 增 稳 系统 的操 ．６ 迎 ．３ 纵权 限约 为 １ ％ （ 仿 真结 果 图 中 以饱 和 特 性 表 ８ 在
响应 也会 逐 渐 恢 复 到 裸 机 （ 增 稳 ） 的 操 纵 响 应 无 时 状态 ， 而可 能产 生 一些 附加 时 间延 迟 以及 不 期 望 从 的系统 响应 ， 系统 特性 产 生 负 面 影 响 。更 重 要 对 的是 ， 由该 响应数 据 得 到 的飞 行 试 验结 果 便 会 导 致
馈 信号 包括 俯仰 速率 ｇ （ ） 向过 载 。 或 和 法 具体 的 系统框 图如 图 １所示 。 图 １中 ， Ｇ 表示 平尾 副作 动器 ； 示迎 角传 Ｇ表
究方 向： 飞控系统试飞。Ｅｍａ ：ｕｕ ９２ １＠ｇ ａｌｃｍ。 ｉ ｌｙ １ ８７ ９ ｍ ｉ ｏ ｌｉ ．
⑨
２ １ ＳｉＴｃ ． ｎｒ． ０ ２ ｃ ｅｈ Ｅ ｇｇ ．
系统输 入幅值对增稳 系统特性影响研 究
刘 瑜 刘 钰 王 海 维
（ 中国飞行试验研究院 飞机所’ 西安 ７ ０ ８ ； ， １０ ９ 中航第一飞机设计研究 院综合航 电研究所 ， 西安 ７ ０ ８ １０９；
西 飞 集 团 公 司 技 术 中 心 ，西 安 ７ ０ ８ ） １０ ９
操纵 权 限约为 最大舵 偏 角 的 １ ％ 左 右 ， 制 增 稳 系 ０ 控 统 的操纵 权 限为 最 大 舵 偏 角 的 ３ ％ 左 右 。鉴 于 ０
１ 增稳 系统工作原理
超音 速 飞 机 的 外 形 特 点 导致 飞 机 的气 动 特 性
相对 亚 音速 飞机具 有 了很 大 的变 化 ， 飞机 的 固有 使 稳定 性 不 足 。 当飞 机 在 飞行 中受 到 扰 动 或 驾 驶 员 操 纵飞 机 时 ， 机 将 出现 剧 烈 地 振 荡 ， 以完 成 跟 飞 难
中图法分类号
Ｖ ４ ．２ ２９１ ；
文献标 志码
在增 稳 系 统 、 制 增 稳 系 统 设 计 中 ， 于改 善 控 出 飞机 飞行 性能 和保 证 安 全 的综 合 考 虑 ， 般 将 系 统 一
因为权 限 限制 的 限制 问题得 以迎 刃而解 。
的操 纵权 限设 计 的 较小 。通 常情 况 下 ， 稳 系 统 的 增
踪、 瞄准等任务 。鉴于此 ， 为改善超音速 飞机的
飞行 品质 ， 引入 了增稳 系统 的概念 。 增 稳 系统 就 是在 速 率 反 馈 的基 础 上 ， 过 引入 通
一
定系 统 响应 参 数 的反 馈 ， 以改 善 飞 机 的动 稳 定性
和静稳 定 性 的控 制 系 统 。下 面 以俯 仰 增 稳 系 统 为