额定风速以上风力发电机组的恒功率H∞鲁棒控制

风力发电机组由于机械结构以及电气负荷承受能力的限制存在着转速限制和功率限制,额定风速以上时,需要通过控制桨距角来实现额定恒功率输出,同时保持转速在额定转速处.本文建立了风力发电机组的详细机理模型,将H∞控制理论应用到额定风速以上时风力发电机组的恒功率输出的控制器设计,建立了标准H∞恒功率控制问题.利用LMI方法求解,得到了桨距角的H∞控制器.仿真结果表明该H∞控制器能够成功实现额定风速以上时的恒功率输出控制,并且具有良好的鲁棒性.     

风力发电系统独立变桨距载荷优化控制研究

对风力发电系统独立变桨距控制原理进行阐述。建立了风力发电机组桨叶载荷的数学模型,利用Coleman坐标变换实现了将桨叶上的载荷转换成轮毂处倾斜方向和偏航方向的疲劳载荷,并且实现了二者的解耦,简化了控制器的设计;之后利用Coleman逆变换实现了桨距角的微调。该控制系统根据随机风速的变化,利用独立变桨控制对风力机桨叶桨距角进行实时调节,以达到减小风电机组关键部件载荷的目的。仿真结果表明,当风速达到额定值以上时,该控制策略在统一变桨距控制的基础上,不仅保证输出功率近似相等,而且减小了桨叶所承受的疲劳载荷,也减小了风力机组其他关键部件的疲劳载荷。     

风力发电系统的恒功率非线性H∞鲁棒控制

风力发电系统传统控制器的缺点在于, 基于某一工况点的局部线性化方法无法实现全局范围的精确控制, 且传统的控制理论无法应对内外干扰. 本文将精确反馈线性化方法与线性H∞理论相结合设计非线性H∞控制器. 首先用微分几何精确线性化方法将非线性风电模型全局线性化, 然后运用线性H∞控制理论对此线性系统设计控制器, 将两者结合有原风电系统的非线性H∞变桨距控制器. 最后对12 m/s至24 m/s阶跃风, 12 m/至22 m/s骤变风, 18 m/s至20 m/s随机风, 以及风力机转动惯量下降10%的情况进行仿真, 能实现风机转速及输出功率的恒定. 验证了该控制器在全风速段的精确控制, 并且具有良好鲁棒性.     

独立变桨距控制系统在风力发电中的应用

为解决统一变桨中风机由于风切效应、塔影效应等不可避免的干扰因素引起的桨叶和塔架等部件的载荷在时间和空间上的不均匀问题,通过引入独立变桨距控制系统来解决这些问题,并通过光纤光栅传感器进行实时的监控叶片上的载荷,以防止叶片裂纹的产生.最终通过整个系统达到在任何风速下都可以减少叶片疲劳损害,稳定输出功率的作用.使用Mat-lab软件进行仿真验证,结果表明独立变桨距系统能很好的解决风力发电系统中现存的问题.     

额定风速以上风力发电机组的恒功率H∞鲁棒控制

风力发电机组由于机械结构以及电气负荷承受能力的限制存在着转速限制和功率限制, 额定风速以上时,需要通过控制桨距角来实现额定恒功率输出, 同时保持转速在额定转速处. 本文建立了风力发电机组的详细机理模型, 将H_∞控制理论应用到额定风速以上时风力发电机组的恒功率输出的控制器设计, 建立了标准H_∞恒功率控制问题. 利用LMI方法求解, 得到了桨距角的H_∞控制器. 仿真结果表明该H_∞控制器能够成功实现额定风速以上时的恒功率输出控制, 并且具有良好的鲁棒性.     

动态不确定输入多输出系统的变结构鲁棒控制

本文仅利用输入输出数据给出了一种动态不确定多输入多输出系统的变结构控制器设计机制。控制系统的设计中引入了一个严格正实的模型，应用适当逻辑切换的状态变量滤波器实现变结构控制。证明了所提方案能保证全局输出有界稳定并能实现滑模控制和渐近跟踪参考模型的输出。该设计方案对结构不确定性具有一定的鲁棒性。仿真结果表明了所提方案的有效性。     

风机变桨系统仿真研究

研究风力发电变桨控制系统,针对变桨参数影响安全问题,为了提高风机变桨系统抗扰能力使其稳定运行,提出而建立变桨系统的计算机模型并搭建变桨系统地面仿真平台.对变桨系统进行数学建模和分析变桨系统的扰动力矩,结合实际电动变桨系统的控制结构完成变桨系统的计算机建模并搭建变桨系统仿真平台.结果表明,变桨系统仿真分析设计控制参数,系统抗扰能力强、稳定性好.仿真结果证明可为实际应用提供参考.     

动态不确定多输入多输出系统的变结构鲁棒控制

本文仅利用输入输出数据给出了一种动态不确定多输入多输出系统的变结构控制器设计机制，控制系统的设计中引入了一个严格正实的模型．应用适当逻辑切换的状态变量滤波器实现变结构控制．证明了所提方案能保证全局输出有界稳定并能实现滑模控制和渐近跟踪参考模型的输出．该设计方案对结构不确定性具有一定的鲁棒性．仿真结果表明了所提方案的有效性．     

一类不确定非线性系统的变结构鲁棒控制及应用

针对一类具有不确定性的非线性系统，在假定系统模型不确定性界已知的情况下，提出一个变结构鲁棒控制算法。以船舶减摇鳍非线性控制系统为例，进行变结构鲁棒自适应控制器的设计，经仿真研究表明，它可以使控制系统具有较强的鲁棒性。     

双馈型变速恒频风力发电系统的鲁棒控制

研究了双馈变速恒频风力发电系统的鲁棒控制问题. 采用定子磁场定向的矢量变换技术, 建立了系统非线性数学描述, 利用非线性鲁棒控制技术, 设计了能实现发电机输出有功功率和无功功率鲁棒解耦控制, 同时具有鲁棒干扰抑制作用的转子励磁控制器. 理论分析和仿真结果均表明, 所设计的控制器可以保证在风速变化、系统参数不确定性和外部干扰的情况下, 风力发电系统仍能安全可靠地最大获取风能, 并且输出恒频恒压的电量.     

基于WinCC以及Excel的变桨控制监控系统

风力发电机变桨技术对变桨控制的监控系统要求越来越高。利用西I＂1子的WinCC组态软件以及Excel文件.以1.5MW风力发电机研究对象,提出了一种改进的变桨控制监控方案,提高了变桨控制的实时性以及技术人员的工作效率。     

双馈风力发电系统最大风能追踪滑模变结构控制

针对如何实现双馈风力发电机最大风能追踪(MPPT)问题, 本文采用滑模变结构控制原理和定子磁场定向矢量控制原理, 提出了滑模控制的最大风能追踪方案. 为此首先简要的介绍了定子磁场定向矢量控制的原理, 然后根据风机模型的非线性提出了滑模控制最大风能追踪方案. 此方法实现了双馈风力发电机的有功, 无功功率的解耦控制. 提高风力发电系统转速控制的抗干扰性, 实现了变速恒频控制和最大功率点跟踪的快速和稳定控制, 从而捕 获更多的风能. 最后仿真结果验证本文提出的控制策略的正确性和有效性.     

风力发电机组变桨控制中光电编码器接口电路设计

针对光电编码器在高频振动环境中使用时,会引起输出波形畸变而导致计数错误,设计了一个简单的抗干扰计数及F／V转换电路。经验证,该电路能有效地扼制振动引起的误计数,同时提高了F／V转换稳定度及转换精度。并成功与风力发电机变桨控制IGBT伺服驱动器配套。     

基于深度置信网络风电机组变桨系统的故障诊断

针对风电机组变桨系统常见故障,提出一种基于深度置信网络(DBN)的故障诊断方法。设计出基于DBN的变桨系统故障诊断框架;通过堆叠多层受限玻尔兹曼机(RBM),对比重构数据与原始输入数据差异,研究了DBN故障特征自提取能力;将堆叠RBM提取的故障特征输入到顶层分类器中进行训练,得到故障诊断模型;最后采用风场真实故障数据集进行了验证测试。实验结果表明,采用该方法进行风电机组变桨系统故障诊断相比其他方法具有更高的准确率。     

小型风力发电系统风速追踪策略的仿真研究

在研究小型风力发电系统优化调节控制策略中,由于小型风力发电系统安装在近地紊流区域,风速变化频繁.所以跟风效率差导致的系统风能利用率低下是系统的主要问题.为了提高功率和系统的稳定性,提出一种自适应分段功率调节控制算法.算法无需风速传感器,通过调整功率控制风轮转速,实现对系统最大功率点的快速逼近,实时判断系统状态,采取适合外界风速的控制策略,并在运行中随时修正系统参数,使系统参数不断优化.在Matlab/Simulink环境下建模仿真的结果表明算法在追风速度和精度、输出功率上均有提高.仿真实验和实机运行都证实了控制算法能有效提高风能转换效率,可为设计提供科学依据.     

风力发电系统变桨距模糊PID控制

由于风速的随机性及气动效应的影响,变桨距风力发电系统成为多变量强非线性不确定系统.常规PID控制方法难以取得满意的控制效果,本文在介绍和分析PD型和PI型模糊控制器的基础上,通过在PD型模糊控制器上并联一个积分环节,构成风力发电系统变桨距简化模糊PID控制器.仿真结果表明,该控制系统具有较好的动静态性能及风速扰动的鲁棒性.     

带有干扰的时变系统的变结构鲁棒控制

对含有未知时变参数和外界干扰的单输入单输出线性时变系统,给出了一种变结构鲁棒输出跟踪控制器.系统参数不限定为慢时变或者结构已知的,只要求光滑有界且所需高阶导数有界.通过引入辅助信号和带有记忆功能的正规化信号,以及适当选择控制器参数,该变结构控制器能保证闭环系统所有信号的有界性,跟踪误差能被调整到任意小的范围内.     

不确定非线性系统的变结构鲁棒控制

本文利用几何方法研究了一类非线性系统的变结构控制问题,提出了具有不确定模态非线性系统的滑动模态控制器设计方法,并用简单算例说明了该设计方法的可行性.     

电液伺服位置系统的变结构自适应鲁棒控制

该文建立了电液伺服位置系统的带有时变参数和非线性特性的三阶模型。在此基础上。基于滑模控制理论,对其设计了一种具有参数自适应能力的自适应滑模变结构控制器。从初始状态到达滑模面这段运动时间内和在滑模面上运动时,依赖于一个时间函数使系统在两个不同的控制律之间进行切换,以满足不同运动阶段的要求。此外在应用变结构控制的同时,通过参数自适应来消除系统不确定性对控制性能的影响,进而增加了系统的鲁棒性。然后基于李亚普诺夫稳定性理论证明了所设计系统的渐近稳定性。最后将此方法应用于冷轧机电液伺服位置系统进行仿真,结果表明这种针对不同运动阶段的特点所设计的控制器满足了变结构控制的可达条件,达到了减小系统到达滑模面的时间和削弱抖振的目的。与传统的变结构控制对比。该文所设计的控制器在减小响应时间、抑止超调和提高鲁棒性方面都具有先进性。