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水轮机调速系统是为调整水轮机的转速和输出功率而根据转速变化自动调节导叶开度的装置，它能够保持电能频率和电压稳定，是水电厂运行系统中的一个关键性的子系统。而PID模型是调速系统的核心模型，采用神经网络PID控制器代替原有的常规PID控制器模型，可以提高调速系统的灵活性、稳定性和鲁棒性。 本文主要是围绕水电运行仿真系统中调速系统模型的建立，以及应用神经网络控制理论对调速器的核心模块PID控制模型进行改进并比较新、旧模型来展开的。首先对神经网络控制理论进行介绍，讲述了神经网络控制的原理；其次对水电运行仿真系统中的调速系统进行分析，讲述了物理模型及原理、数学模型与运行工况，采用模块化建模方法对调速系统进行机理建模，划分成不同功能的子系统；然后应用神经网络控制理论对调速系统中的PID模型进行改进，即使用神经网络PID控制器模型代替原有的PID模型；最后对改进后的数学模型进行测试和仿真，包括静态特性和动态特性，并将新、旧模型的结果进行比较，以验证神经网络PID模型的可行性和优越性。