電動(dòng)變槳的自適應(yīng)控制研究.pdf

1、風(fēng)能是清潔、可再生、蘊(yùn)藏量大的新型能源,其穩(wěn)定的發(fā)電能力可以在短時(shí)間內(nèi)得以規(guī)?；蜕虡I(yè)化開(kāi)發(fā),是世界最具增長(zhǎng)潛力的新型能源。所以高效而可靠的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)已成為世界各國(guó)能源技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。變槳距控制技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,尤其是對(duì)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳距控制技術(shù)研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以國(guó)產(chǎn)兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為背景,對(duì)電動(dòng)變槳控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究。
　　本文從空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論入手,分析研究了變

2、槳距控制的基本規(guī)律,討論了電動(dòng)變槳距系統(tǒng)的基本控制結(jié)構(gòu)。根據(jù)課題要求在電動(dòng)變槳伺服系統(tǒng)中選取交流異步電機(jī)作為執(zhí)行電機(jī)。通過(guò)對(duì)異步電機(jī)多變量、非線性、強(qiáng)耦合數(shù)學(xué)模型的分析,應(yīng)用矢量控制原理,在轉(zhuǎn)子磁鏈定向的條件下簡(jiǎn)化了異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用轉(zhuǎn)子磁鏈定向間接矢量控制技術(shù)設(shè)計(jì)了位置、速度、電流三閉環(huán)控制的電動(dòng)變槳伺服系統(tǒng)控制方案。
　　在變槳伺服系統(tǒng)三閉環(huán)控制方案的基礎(chǔ)上,針對(duì)電動(dòng)變槳伺服控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型難以建立的特性,提出了自適應(yīng)控

3、制方法并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。由于變槳伺服系統(tǒng)所受到的負(fù)載轉(zhuǎn)矩是不恒定的,所以要求變槳系統(tǒng)有很強(qiáng)的抗干擾能力,因此本設(shè)計(jì)中變槳系統(tǒng)的速度環(huán)采用模型參考自適應(yīng)控制;由于在實(shí)際工程中,要求變槳系統(tǒng)的位置輸出能夠快速、準(zhǔn)確而且無(wú)超調(diào)的跟蹤上給定位置,所以變槳系統(tǒng)的位置環(huán)采用模糊自適應(yīng)控制。仿真結(jié)果表明,速度環(huán)采用模型參考自適應(yīng)控制不但能抑制外界干擾、環(huán)境變化,而且能消除系統(tǒng)本身參數(shù)變化的影響;位置環(huán)采用模糊PD自適應(yīng)控制器,可以根據(jù)系統(tǒng)需要在線實(shí)時(shí)

4、校正PD參數(shù),保證控制效果達(dá)到系統(tǒng)所要求的性能指標(biāo)。
　　在對(duì)變槳伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組統(tǒng)一功率控制進(jìn)行了研究。將電動(dòng)變槳自適應(yīng)控制伺服系統(tǒng)引入風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整機(jī)系統(tǒng)模型中,對(duì)發(fā)電機(jī)輸出功率調(diào)節(jié)器進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。由于風(fēng)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)具有非線性、多變量的特性,本文采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)功率調(diào)節(jié)器。應(yīng)用Matlab軟件建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組統(tǒng)一功率自適應(yīng)控制仿真模型,模擬風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況。仿真結(jié)果表明