小波神经网络PID在风电系统最大功率点跟踪中的应用研究

针对风电系统处于欠功率阶段时,风能利用系数必须保持在最大值处的问题,提出了一种基于小波神经网络PID控制器的最大功率点跟踪控制策略。该策略采用小波神经网络对风能利用系数进行在线辨识,1个辨识周期结束后返回此时的灵敏度信息,PID控制器根据该灵敏度信息调整PID参数。仿真结果表明,与常规PID控制器相比,小波神经网络PID控制器提高了风电系统的叶尖速比、风能利用系数和输出功率,缩短了响应时间,实现了风力发电机组的优化运行。     

基于最大-最小蚂蚁系统的PID参数整定

PID参数是影响PID控制器控制效果的重要参数。本文提出一种基于最大-最小蚂蚁系统(MMAS)进行PID参数整定的新型算法MPID,并给出了MPID算法的具体实现步骤。实验仿真表明,MPID算法与基于遗传算法、基本蚁群算法的PID整定方法相比,优化效果有明显改善,说明了该算法的可行性和优越性。     

非线性系统的蚁群优化预测PID控制

针对非线性、时变及大惯性系统的控制问题,提出了一种基于蚁群算法的预测PID控制算法。该算法以神经网络作为预测模型,将预测控制和PID控制相结合,并用蚁群算法在线优化控制器参数,其中以常规的Ziegler-N ichols方法整定的控制器参数为基础,选取蚁群优化变量的动态搜索区间。该算法考虑了控制能量受限情况下,非线性系统的预测控制问题。计算机仿真结果表明,该非线性控制方案具有较好的鲁棒性,相对传统PID控制策略还表现出了良好的动态性能,能够满足对再热汽温对象的控制要求。     

基于蚁群算法的PID控制参数优化

蚁群算法是近几年优化领域中新出现的一种仿生进化算法,该算法采用的分布式并行计算机制特别适用于组合优化问题（COP）的求解。在简要介绍蚁群算法的基础上,针对PID控制参数整定问题提出了一种基于蚁群算法的PID参数优化策略,并给出了该算法的具体实现步骤。仿真试验结果表明同传统的Ziegler-Nichols（ZN）法、遗传算法优化整定的结果进行比较,系统单位阶跃响应的超调量σ分别减少了51.5％和22％和调整时间ts分别减少了61.4％和67.5％,动态和稳态性能进一步改善,进而验证了该方法的可行性和有效性。     

一种新型自适应复合控制器在锂电池充电系统中的应用

为了解决锂电池充电系统的不确定性和参数整定困难的问题,本文提出了一种基于蚁群算法优化的模糊＋变论域模糊PID复合控制器的新方法。该控制器在系统波动频繁时,采用模糊控制使其具有最优的动态性能;当系统进入稳定阶段,采用PID参数自适应的变论域模糊控制以提高准确度。而用蚁群算法对PID参数值进行离线优化,并将优化后的值作为在线调节的初值,使系统更加稳定。将提出的复合控制策略应用于锂电池充电控制系统中。仿真结果表明,该系统具有良好的抗干扰性和鲁棒性。     

真空树脂薄膜灌封模糊PID温控系统研究

温度是影响整个太阳能电池板真空薄膜灌封系统正常工作的关键因素之一.为实现对薄膜灌封系统多环节温度的精确控制,使薄膜灌注料在整个系统中处于良好的流动性,基于参数自整定模糊PID的控制策略,采用传统PID控制和模糊理论相结合的方法设计了模糊自整定PID控制器,并运用Matlab软件对分析过程进行仿真.仿真结果表明,该温控系...     

基于蚁群算法的六自由度并联平台控制参数优化

由于PID控制具有高度的非线性、时变不确定性等特点,因此控制过程较为复杂。针对PID控制的关键问题——PID参数整定,设计了一套基于蚁群算法的PID参数优化系统。对六自由度并联平台控制参数优化进行了研究。蚁群算法是一种寻优简单、鲁棒性强、效率高的寻优方法。该算法可根据蚁群信息素反馈载体确定决策点。为了规划蚁群活动的行为方向,需要根据相应的信息素更新规则,对每只蚂蚁个体进行信息素的增量构建,以达到优化PID控制器三个参数的目的,进而消除系统参数不确定性对控制系统的影响。详细阐述了基于蚁群算法的六自由度并联平台的电液伺服PID控制参数优化。理论分析和实例仿真研究表明,提出的优化策略是有效、可行的。该方案不但降低了设计的难度,而且提高了控制系统设计的品质,在控制工程领域中有着十分广阔的应用前景。     

优化爬山算法在直驱永磁风力发电系统中的应用

为了缩短爬山算法的计算周期,提高直驱永磁风力发电系统最大风能捕捉的响应速度,提出一种根据功率扰动寻求最大功率的优化爬山算法.该算法在变步长爬山算法盲目搜索的基础上添加数据存储输出功能,构造了与电机转速对应的最大输出功率表,避免重复的计算,同时结合功率反馈控制来实现系统最大功率追踪.运用MATLAB对该算法进行仿真验证,结果表明本文所述算法的响应速度和稳定性明显超过传统变步长爬山算法.     

SR电机模糊自整定PID控制器设计与仿真

针对开关磁阻电机的非线性、时变和强耦合性,提出了模糊自整定PID的调速控制策略.在分析SR电机非线性数学模型的基础上,将速度偏差和偏差变化率作为控制器输入,PID的三个控制参数为输出.利用模糊规则对PID参数进行在线修改,实现PID参数的自动最佳调整.通过将MATLAB中的Fuzzy Toolbox和SIMULINK有机结合,实现了基于模糊自整定PID控制器的开关磁阻电机调速系统仿真,并进行了传统PID控制与模糊自整定PID控制的仿真比较.结果表明:模糊自整定PID控制器能够明显改善系统的调速性能,具有较强的鲁棒性,并且计算量少,易于实现,便于工程应用.     

智能PID参数自整定技术在伺服系统中的应用

针对常规PID控制参数整定困难,且受时变、非线性等因素影响而不能达到预期控制效果的实际情况,提出了RBF网络动态辨识的BP神经网络PID参数自整定算法.此算法可实现PID控制参数的在线自整定和优化;同时,将算法应用于伺服控制系统中,以VC++6.0和Matlab为开发和仿真工具,对动态辨识神经网络智能PID参数自整定方法进行仿真研究.仿真结果表明,控制算法鲁棒性强、响应速度快,可用于控制参数时变的非线性系统.     

基于单片机的风速风向检测系统设计

介绍了一种风速风向传感器原理,选用LPC921单片机设计了数据采集和数据传输的检测系统,给出了系统硬件电路图和软件流程图,分析了硬件设计和软件编程中的一些问题。     

三轴加速度传感器测量空中风技术研究

随着微加工工艺的不断提高,加速度传感器越来越得到广泛地应用。文章首先对探空仪系统在大气流场中的受力状况进行了详细分析,在此基础上建立了利用三轴加速度传感器测量空中风的数学模型,并对空中风矢量进行了解算。通过对试验中的实测数据求解,并与目前空中风测量手段进行比较,验证了该测风方法的可行性。     

矿用风速传感器研究

研究了一种基于热膜式工作原理的煤矿专用风速传感器,传感器除具有风速测量功能外,还具有风流的温度测量功能和风流正反方向识别功能,芯片结构采用了冗余设计的思想,增加了风速敏感膜冷贮备系统,提高了产品可靠性[1],风速传感器采用恒温式工作原理,测量范围为0.1~15m/s,具有结构可靠、动态特性好、测量精度高的特点。     

基于FLUENT的下击暴流风场建模

简要分析了下击暴流的基本特征,基于壁面射流原理,利用通用商业CFD（Computational fluid dynamics）软件FLUENT建立了三维稳态微下击暴流模型,通过改变模型参数,研究了下击暴流倾角对风速的影响,以及双下击暴流之间的相互作用,分析了不同情况下水平风速剖面和垂直风速剖面,仿真结果与文献中下击暴流的特征相符。在缺乏实测资料的情况下,利用FLUENT软件进行数值模拟将有助于更好的研究微下击暴流。     

计及电压质量的风电场无功主动控制策略研究

随着风力发电的快速发展,电网中风电场并网的数量及规模越来越大,但风电场功率的波动特性会给电网的电压质量及无功控制造成很大的不利影响。为保证风电并网后的电压质量在合格范围内,在对风电机组有功出力特性及无功调节特性分析的基础上,提出了一种新的风电场无功主动分层控制策略。第一层根据负荷预测和风电功率预测获得下一时段的无功功率...     

基于Fluent的超声波换能器测风阵列模型改进研究

针对垂直相交型阵列易受阴影效应影响的问题,根据时差法原理,采用三组超声波换能器互成120°放置,设计了一种具有三条独立测风路径的改进型测风阵列,并建立了风速计算模型。该阵列保证至少有两组换能器正常工作的前提下,对某一条受到绕流干扰严重的测风路径进行校正。利用SpaceClaim软件建立测风阵列及风洞模型,通过Meshing软件进行网格划分,使用FLUENT软件改变模拟风洞内的风速及雷诺数等指标,仿真两种阵列在不同流态下的性能表现,得到速度分布云图以及测风路径速度曲线图,说明了改进型测风阵列能明显提升测风精度。     

基于分形理论的风电功率预测算法研究

近些年,风能成为世界上装机容量较大的可再生能源之一,风力发电的并网容量不断增加,给电网稳定运行带来不小挑战,风力输出功率预测精度的提升能够有效地减轻风电并网时对电网的冲击,同时为电网的调度和安全运营提供保障。为进一步提升的风电功率预测精度,借鉴分形理论并将其融合到风电功率预测模型中,同时结合自定义K最近邻算法(K-nearest-neighbor,KNN)。采用分形理论的基本思想,考虑基准功率曲线问题和气象特征值,利用分形插值可有效地获取相邻样本的局部信息,从而使得插值曲线更好地保留原采样信息的大部分特征,最后使用多评价指标维度对预测效果进行评估。以某风电场实测数据为例,与梯度提升决策树、随机森林、支持向量机预测模型进行比较,验证了提出的预测算法的有效性。     

基于气象无人机飞行角度的优化测风模型研究

在气象无人机现用测风模型的基础上,根据无人机飞行角度的不同,对测量总压、空速与地速的夹角进行了修正,提出了优化的测风模型。并给出了误差计算方法。仿真的不同结果表明:所提出的优化测风模型能有效解决飞行角度变化对测风精度的影响,为提高气象无人机测风精度提供了借鉴。     

Studies on numerical site calibration over complex terrain for wind turbines

The estimation of wind turbine performance over complex terrain is very difficult because of the document of standard IEC61400-12 is adapted for flat or slightly complex topography.And the cost of constructing a meteorological mast is higher with scaling wind turbine up.We have proposed a numerical site calibration(NSC) technique in order to estimate the inflow velocity at the position of wind turbine by using CFD tool to calculate the flow field around the site.The present paper shows the problems for the ...     

大规模风电接入对继电保护的影响及措施

近年来,我国科学技术的不断进步为风电装机技术的发展创造了有利的条件。但是,受诸多因素的影响,在风电机组运行的过程中,出现了大规模风机脱网事故,严重影响了发电机组的正常运行,大大降低了我国风电事业的整体发展水平,对我国国民经济的发展产生了不利的影响。结合大规模风电的优势及其接线特点、继电保护配置等,系统地研究了大规模风机脱网事故,分析了风电出力、故障地点等不确定性因素的特点和各元件所配继电保护对发电机组的影响。同时,总结了应对故障的相关措施,大大提高了风电发电机组的稳定性和安全性。