第三章
水轮机微机调速器的主要特点是什么？
(1)调节规律由软件实现，不仅可以实现PI 、PID 调节规律，还可实现其它复杂的调节规律，为水轮机调节系统性能的进一步提高创造了条件。
(2)采用了性能优越、可靠性高的计算机硬件，再加上灵活的的控制规律，保证了水轮机调节系统具有更加优良的静态、动态特性和高的可靠性。
(3)控制功能日益完善，具有灵活性大、调试维护方便、调节性能好、控制功能强等特点。
(4)采用了新型的电液转换元件，解决了电液转换器因油污而发卡的问题、提高了抗油质污染的能力，机组运行的可靠性得到很大提高。
(5)电液随动系统取消机械杠杆机构，消除了死行程，定位精度高、响应速度快、结构紧凑简单和维护方便。
(6)易于实现与厂站级计算机监控系统的通讯接口和远方控制，可实现全厂的综合控制，提高水电厂的综合自动化水平。
简述计算机控制系统的组成？计算机控制系统有何特点？
（１） 计算机控制系统的硬件
（２） 计算机控制系统的软件
1）系统软件2）应用软件3) 数据库管理系统
计算机控制系统的特点
（１）与连续控制系统相比 1）模拟和数字的混合系统。2）设计方法不同3）能实现复杂的控制规律与多任务控制4）控制与管理一体化
（２）与一般计算机系统相比 1）实时性 2）现场信号的输入与控制输出能力 3）高可靠性 4）环境适应性强
计算机控制系统的典型结构与各自的特点？
１．操作指导控制系统
２．直接数字控制系统(DDC)
３．监督计算机控制系统(SCC)
４．分布式控制系统(DCS)
水轮机微机调速器的主要功能有哪些？
1接受操作命令，实现水轮发电机组的开机控制。
2频率测量与调节功能。
3接受控制命令，实现对机组频率（转速）的调整。
4测量电网的频率，实现对开机并网过程中机组频率的自动调节，以达到快速满足同期并网的条件。
5自动调整与分配负荷的功能。
6接受控制命令，实现对机组所带负荷的调整。
7接受操作命令，实现水轮发电机组的停机控制。
8接受操作命令，实现水轮发电机组的发电转调相控制。
9接受操作命令，实现水轮发电机组的调相转发电控制。
10测量导叶开度，实现对导叶反馈断线的判断与容错；或/和根据实际导叶开度与计算出的控制输出的差值对电液随动系统进行控制，实现对导叶开度的调整，达到改变机组频率或出力的目的。
11对双调整的调速器，测量测量浆叶角度，实现对浆叶反馈断线的判断与容错；或/和根据实际浆叶角度与计算出的控制输出的差值对电液随动系统进行控制，实现对浆叶角度的调整。
12测量水轮机的水头，根据当前水头实现开机过程的最优控制与负荷限制（按水头自动修正启动开度、空载开度和最大开度限制）。对双调整的调速器还根据当前水头实现协联工况运行。
13根据运行方式的不同，对带基荷的机组，在并网时实现开度控制。
14测量机组的出力，根据运行方式的不同，对带基荷的机组，在并网时实现有功负荷控制。
15手动运行时，自动跟踪当前的导叶开度值，实现从手动到自动的无扰动切换。 16对主要器件和模块进行检测与诊断，实现容错控制功能与故障自诊断功能。
17紧急停机功能。
18主要技术参数的采集和显示功能。
19对于多机系统，完成相互的自动跟踪与无扰动切换。
简述水轮机微机调速器的硬件构成？
１．微机调速器的主机系统
微机调速器的主机系统，即微计算机系统由CPU 、存储器、I/O接口电路和将它们连接起来的总线构成。
２．模拟量输入通道
将来自水轮发电机组的状态参数经过适当的预处理后，转换为所需的数字量。它由传感器，信号调理回路，采样保持回路，ADC 转换回路等组成。
３．模拟量输出通道
４．频率量测量回路
５．开关量输入/输出通道
６．人机接口
７． 通信接口 通信接口用于完成与其它计算机系统的通讯，以满足计算机监控系统和远动装置的需要。
８． 电源
简述水轮机微机调速器的工作过程与原理？
微机调速器的系统结构？
１． 数字量综合一级随动系统
２． 电气量综合一级随动系统
３． 机械量综合二级随动系统
４． 双微机系统
５． 三微机系统
在水轮机微机调速器中，常用的有哪几种频率测量方法，各有何特点？
一 频率测量的一般方法
１．频率变送器法
２． 直接数字测频法
（１） 计数法
为了减小最大计数误差对测量精度的影响，应尽量采用较大的门控时间以获得较大的计数值N 。然而，延长门控时间Δt ，将导致测量响应时间加长。
在相同的门控时间Δt 内，若被测信号的频率越高，计数值N 就越大，测量误差越小；反之，若被测信号的频率越低，计数值N 就越小，测量误差越大。故计数法测频适用对较高频率信号的测量
（２） 计时法
若被测信号的频率越高，门控时间T 越小，则计数值N 就小，测量误差越大；反之，若被测信号的频率越低，门控时间T 越长，计数值N 就越大，测量误差越小。故计时法测频适用对低频信号的测量。
（３）计时计数法
在水轮机微机调速器中，为什么采用ＰＩＤ控制算法，比例、积分、微分对动态与静态过程有何影响？
1) 比例环节，即时成比例地反映控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减小偏差。比例增益越小，调节速度越慢；比例增益越大，控制量越大，调节过程加快，但过大的KP 会产生超调，甚至引起系统振荡。
2) 积分环节，主要用于消除静态误差，提高系统的调节精度。KI 越大(TI小) ，积分作用越强，消除静态的速度加快；反之，KI 越小(TI大) ，积分作用越弱，静态消除的速度越慢。但过大的KI 可能引起过调，导致系统在平衡点附近反复振荡。
3) 微分环节，调节量与偏差的微分成正比，能反映偏差信号的变化趋势(变化速率) ，并在偏差信号信号值变得太大之前引入一个早期修正信号，从而可加快系统的响应速度，减小调节时间。KD(TD)越大，抑制超调的能力越强；但过大的KD 过能使系统产生自激振荡。
微机调速器有哪几种工作状态？
停机状态 空载状态 发电状态 调相状态
微机调速器有哪几种调节模式？各有何特点？
1. 频率调节模式（转速调节模式）（FM ）
● 人工频率死区，人工开度死区和人工功率死区等环节全部切除；
● 采用PID 调节规律，即微分环节投入；
● 调差反馈信号取自PID 调节器的输出y ，并构成调速器的静特性；
● 微机调速器的功率给定实时跟踪机组实时功率P ，其本身不参与闭环调节。
● 在空载运行时，可选择系统频率跟踪方式，图中K1置于下方，bp 值取较小值或为0。
2. 开度调节模式（YM ）
● 人工频率死区，人工开度死区和人工功率死区等环节均投入运行；
● 采用PI 控制规律，即微分环节节除；
● 调差反馈信号取自PID 调节器的输出y ，并构成调速器的静特性；
● 微机调节器通过开度给定cy 变更机组负荷，而功率给定不参与闭环负荷调节，功率给定c P 实时跟踪机组实际功率，以保证由该调节模式切换至功率调节模式时实现无扰动切换。
3. 功率调节模式（PM ）
① 人工频率死区，人工开度死区和人工功率死区等环节均投入运行；
② 采用PI 控制规律，即微分环节节除；
③ 调差反馈信号取自机组功率P ，并构成调速器的静特性；
④ 微机调节器通过功率给定c P 变更机组负荷，故特别适合水电站实施AGC 功能。而开度给定不参与闭环负荷调节，开度给定cy 实时跟踪导叶开度值，以保证由该调节模式切换至开度调节模式或频率调节模式时实现无扰动切换。
简述微机调速器的开机控制过程？
开环开机
当调速器接到开机令后，将导叶开度以一定速度开至启动开度yst ，并保持这一开度不变，等待机组转速上升。当频率升至某一设定值(如45Hz) 时，导叶接力器关回到空载开度y0附近，然后转入PID 调节控制，调速器进入空载运行状态。在开机过程中，若有停机令，则转停机过程。
开环开机过程中，转速上升速度与开机时间与启动开度和转空载运行的频率设定值关系很大。Yst 大，机组转速上升快，但过能引起开机过程中转速超过额定值；Yst 小，开机速度缓慢。设定切换点的频率值过小，会延长开机时间；反之，机组转速会过份上升。
开环开机规律还与空载开度密切相关，而后者与水头相关。水头高，对应的空载开度就小；水头低，维持空载的开度就大。因此，为保证合理的开机过程，启动开度yst 与空载开度y0应能根据水头进行自动修正。
2．闭环开机
闭环开机控制策略是设置开机时的转速上升期望特性作为频率给定，在整个开机过程中，调速系统自始自终处于闭环调节状态，实际频率跟踪频率给定曲线上升，即依靠调速器闭环调节的能力, 使机组实际转速上升跟踪期望特性。从而达到适应不同机组的特性，快速而又不过速的要求。
简述微机调速器的停机控制过程？
空载状态时，接收到停机令，将开度限制Ol 以一定速度关到0，此时，功率给定cP=0，开度给定cy 受开度限制Ol 限制往下关为0，对于闭环开机的调速器，频率给定Cf=0。对于双调，将浆叶角度开至启动角度。
调相状态时，接收到停机令，先执行调相转发电控制，将导叶开度开至当前水头对应的空载开度，并由开环控制进入PID 闭环控制，等待发电机出口断路器跳。此过程为调相转发电过程。当发电机出口断路器断开后，按空载停机过程处理。
发电状态时，接收到停机令，将开度限制Ol 以一定速度关到对应空载的位置，开度给定受开度限制Ol 限制往下关，功率给定以一定速度关到0，等待发电机出口断路器跳。此过程为发电转空载的过程，其过程的完成以发电机出口断路器断开为标志。当发电机出口断路器断开后，按空载停机过程处理。
为什么要进行浆叶与导叶的协联？简述实现数字协联的原理与过程？
水轮机微机调速器一般配置有哪些软件？ 简述基于ＭＣＵ的微机调速器的实现方法？ 简述基于ＰＬＣ的微机调速器的实现方法？ 简述基于ＰＣＣ的微机调速器的实现方法？
第三章
水轮机微机调速器的主要特点是什么？
(1)调节规律由软件实现，不仅可以实现PI 、PID 调节规律，还可实现其它复杂的调节规律，为水轮机调节系统性能的进一步提高创造了条件。
(2)采用了性能优越、可靠性高的计算机硬件，再加上灵活的的控制规律，保证了水轮机调节系统具有更加优良的静态、动态特性和高的可靠性。
(3)控制功能日益完善，具有灵活性大、调试维护方便、调节性能好、控制功能强等特点。
(4)采用了新型的电液转换元件，解决了电液转换器因油污而发卡的问题、提高了抗油质污染的能力，机组运行的可靠性得到很大提高。
(5)电液随动系统取消机械杠杆机构，消除了死行程，定位精度高、响应速度快、结构紧凑简单和维护方便。
(6)易于实现与厂站级计算机监控系统的通讯接口和远方控制，可实现全厂的综合控制，提高水电厂的综合自动化水平。
简述计算机控制系统的组成？计算机控制系统有何特点？
（１） 计算机控制系统的硬件
（２） 计算机控制系统的软件
1）系统软件2）应用软件3) 数据库管理系统
计算机控制系统的特点
（１）与连续控制系统相比 1）模拟和数字的混合系统。2）设计方法不同3）能实现复杂的控制规律与多任务控制4）控制与管理一体化
（２）与一般计算机系统相比 1）实时性 2）现场信号的输入与控制输出能力 3）高可靠性 4）环境适应性强
计算机控制系统的典型结构与各自的特点？
１．操作指导控制系统
２．直接数字控制系统(DDC)
３．监督计算机控制系统(SCC)
４．分布式控制系统(DCS)
水轮机微机调速器的主要功能有哪些？
1接受操作命令，实现水轮发电机组的开机控制。
2频率测量与调节功能。
3接受控制命令，实现对机组频率（转速）的调整。
4测量电网的频率，实现对开机并网过程中机组频率的自动调节，以达到快速满足同期并网的条件。
5自动调整与分配负荷的功能。
6接受控制命令，实现对机组所带负荷的调整。
7接受操作命令，实现水轮发电机组的停机控制。
8接受操作命令，实现水轮发电机组的发电转调相控制。
9接受操作命令，实现水轮发电机组的调相转发电控制。
10测量导叶开度，实现对导叶反馈断线的判断与容错；或/和根据实际导叶开度与计算出的控制输出的差值对电液随动系统进行控制，实现对导叶开度的调整，达到改变机组频率或出力的目的。
11对双调整的调速器，测量测量浆叶角度，实现对浆叶反馈断线的判断与容错；或/和根据实际浆叶角度与计算出的控制输出的差值对电液随动系统进行控制，实现对浆叶角度的调整。
12测量水轮机的水头，根据当前水头实现开机过程的最优控制与负荷限制（按水头自动修正启动开度、空载开度和最大开度限制）。对双调整的调速器还根据当前水头实现协联工况运行。
13根据运行方式的不同，对带基荷的机组，在并网时实现开度控制。
14测量机组的出力，根据运行方式的不同，对带基荷的机组，在并网时实现有功负荷控制。
15手动运行时，自动跟踪当前的导叶开度值，实现从手动到自动的无扰动切换。 16对主要器件和模块进行检测与诊断，实现容错控制功能与故障自诊断功能。
17紧急停机功能。
18主要技术参数的采集和显示功能。
19对于多机系统，完成相互的自动跟踪与无扰动切换。
简述水轮机微机调速器的硬件构成？
１．微机调速器的主机系统
微机调速器的主机系统，即微计算机系统由CPU 、存储器、I/O接口电路和将它们连接起来的总线构成。
２．模拟量输入通道
将来自水轮发电机组的状态参数经过适当的预处理后，转换为所需的数字量。它由传感器，信号调理回路，采样保持回路，ADC 转换回路等组成。
３．模拟量输出通道
４．频率量测量回路
５．开关量输入/输出通道
６．人机接口
７． 通信接口 通信接口用于完成与其它计算机系统的通讯，以满足计算机监控系统和远动装置的需要。
８． 电源
简述水轮机微机调速器的工作过程与原理？
微机调速器的系统结构？
１． 数字量综合一级随动系统
２． 电气量综合一级随动系统
３． 机械量综合二级随动系统
４． 双微机系统
５． 三微机系统
在水轮机微机调速器中，常用的有哪几种频率测量方法，各有何特点？
一 频率测量的一般方法
１．频率变送器法
２． 直接数字测频法
（１） 计数法
为了减小最大计数误差对测量精度的影响，应尽量采用较大的门控时间以获得较大的计数值N 。然而，延长门控时间Δt ，将导致测量响应时间加长。
在相同的门控时间Δt 内，若被测信号的频率越高，计数值N 就越大，测量误差越小；反之，若被测信号的频率越低，计数值N 就越小，测量误差越大。故计数法测频适用对较高频率信号的测量
（２） 计时法
若被测信号的频率越高，门控时间T 越小，则计数值N 就小，测量误差越大；反之，若被测信号的频率越低，门控时间T 越长，计数值N 就越大，测量误差越小。故计时法测频适用对低频信号的测量。
（３）计时计数法
在水轮机微机调速器中，为什么采用ＰＩＤ控制算法，比例、积分、微分对动态与静态过程有何影响？
1) 比例环节，即时成比例地反映控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减小偏差。比例增益越小，调节速度越慢；比例增益越大，控制量越大，调节过程加快，但过大的KP 会产生超调，甚至引起系统振荡。
2) 积分环节，主要用于消除静态误差，提高系统的调节精度。KI 越大(TI小) ，积分作用越强，消除静态的速度加快；反之，KI 越小(TI大) ，积分作用越弱，静态消除的速度越慢。但过大的KI 可能引起过调，导致系统在平衡点附近反复振荡。
3) 微分环节，调节量与偏差的微分成正比，能反映偏差信号的变化趋势(变化速率) ，并在偏差信号信号值变得太大之前引入一个早期修正信号，从而可加快系统的响应速度，减小调节时间。KD(TD)越大，抑制超调的能力越强；但过大的KD 过能使系统产生自激振荡。
微机调速器有哪几种工作状态？
停机状态 空载状态 发电状态 调相状态
微机调速器有哪几种调节模式？各有何特点？
1. 频率调节模式（转速调节模式）（FM ）
● 人工频率死区，人工开度死区和人工功率死区等环节全部切除；
● 采用PID 调节规律，即微分环节投入；
● 调差反馈信号取自PID 调节器的输出y ，并构成调速器的静特性；
● 微机调速器的功率给定实时跟踪机组实时功率P ，其本身不参与闭环调节。
● 在空载运行时，可选择系统频率跟踪方式，图中K1置于下方，bp 值取较小值或为0。
2. 开度调节模式（YM ）
● 人工频率死区，人工开度死区和人工功率死区等环节均投入运行；
● 采用PI 控制规律，即微分环节节除；
● 调差反馈信号取自PID 调节器的输出y ，并构成调速器的静特性；
● 微机调节器通过开度给定cy 变更机组负荷，而功率给定不参与闭环负荷调节，功率给定c P 实时跟踪机组实际功率，以保证由该调节模式切换至功率调节模式时实现无扰动切换。
3. 功率调节模式（PM ）
① 人工频率死区，人工开度死区和人工功率死区等环节均投入运行；
② 采用PI 控制规律，即微分环节节除；
③ 调差反馈信号取自机组功率P ，并构成调速器的静特性；
④ 微机调节器通过功率给定c P 变更机组负荷，故特别适合水电站实施AGC 功能。而开度给定不参与闭环负荷调节，开度给定cy 实时跟踪导叶开度值，以保证由该调节模式切换至开度调节模式或频率调节模式时实现无扰动切换。
简述微机调速器的开机控制过程？
开环开机
当调速器接到开机令后，将导叶开度以一定速度开至启动开度yst ，并保持这一开度不变，等待机组转速上升。当频率升至某一设定值(如45Hz) 时，导叶接力器关回到空载开度y0附近，然后转入PID 调节控制，调速器进入空载运行状态。在开机过程中，若有停机令，则转停机过程。
开环开机过程中，转速上升速度与开机时间与启动开度和转空载运行的频率设定值关系很大。Yst 大，机组转速上升快，但过能引起开机过程中转速超过额定值；Yst 小，开机速度缓慢。设定切换点的频率值过小，会延长开机时间；反之，机组转速会过份上升。
开环开机规律还与空载开度密切相关，而后者与水头相关。水头高，对应的空载开度就小；水头低，维持空载的开度就大。因此，为保证合理的开机过程，启动开度yst 与空载开度y0应能根据水头进行自动修正。
2．闭环开机
闭环开机控制策略是设置开机时的转速上升期望特性作为频率给定，在整个开机过程中，调速系统自始自终处于闭环调节状态，实际频率跟踪频率给定曲线上升，即依靠调速器闭环调节的能力, 使机组实际转速上升跟踪期望特性。从而达到适应不同机组的特性，快速而又不过速的要求。
简述微机调速器的停机控制过程？
空载状态时，接收到停机令，将开度限制Ol 以一定速度关到0，此时，功率给定cP=0，开度给定cy 受开度限制Ol 限制往下关为0，对于闭环开机的调速器，频率给定Cf=0。对于双调，将浆叶角度开至启动角度。
调相状态时，接收到停机令，先执行调相转发电控制，将导叶开度开至当前水头对应的空载开度，并由开环控制进入PID 闭环控制，等待发电机出口断路器跳。此过程为调相转发电过程。当发电机出口断路器断开后，按空载停机过程处理。
发电状态时，接收到停机令，将开度限制Ol 以一定速度关到对应空载的位置，开度给定受开度限制Ol 限制往下关，功率给定以一定速度关到0，等待发电机出口断路器跳。此过程为发电转空载的过程，其过程的完成以发电机出口断路器断开为标志。当发电机出口断路器断开后，按空载停机过程处理。
为什么要进行浆叶与导叶的协联？简述实现数字协联的原理与过程？
水轮机微机调速器一般配置有哪些软件？ 简述基于ＭＣＵ的微机调速器的实现方法？ 简述基于ＰＬＣ的微机调速器的实现方法？ 简述基于ＰＣＣ的微机调速器的实现方法？