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本文将灰色预测方法引入同步发电机励磁控制装置的设计，初步研究了灰色预测环节的特性和改善自动控制系统性能的作用，研究了灰色预测PID励磁控制改善电力系统稳定性的作用，设计了基于DSP的励磁调节器的硬件电路和软件。 介绍了灰色系统的概念和灰色预测的算法，分析了灰色预测环节的特性及其改善系统性能的作用。分析表明，在信号突变的情况下灰色预测的效果可能不理想，而对于非突变信号，灰色预测有可能提供很好的信号趋势预测。将灰色预测应用于典型二阶系统，发现其显著地改善了系统的平稳性。 建立了同步发电机灰色预测PID励磁控制系统的结构和MATLAB仿真模型，并在各种扰动下对PID+PSS和灰色预测PID+PSS的励磁控制效果进行了对比。仿真结果表明：不论在同步发电机给定电压波动的小扰动情况，还是无穷大母线三相短路的大扰动情况，灰色预测PID+PSS励磁控制与PID+PSS控制相比较，灰色预测PID+PSS励磁控制的调节时间和超调量均有所减小，抑制振荡的控制效果显著，为灰色预测PID控制应用于同步发电机励磁控制提供了有价值的参考信息。同时对采样周期和预测步数合理选择等灰色预测应用中的几个问题进行了探讨，取得了有价值的认识。 设计了同步发电机励磁控制器的硬件主电路，包括TMS320F2812外围电路，模拟量输入信号调理接口电路，A／D转换电路，频率跟踪锁相电路，SCI通讯接口电路，脉冲触发单元电路等。 编制了基于TMS320F2812芯片的同步发电机励磁控制器的系统软件。软件系统在TI公司CCS2.0开发环境下编写，主要包括主程序和中断程序两大部分。主程序主要完成硬件、软件的初始化，基本电参量的计算，调差计算，灰色预测PID控制计算，限制保护计算，移相脉冲触发角计算等任务，而中断程序主要完成数据的采集和结果存放、频率测量、触发脉冲形成等任务。