变桨距风力发电机组的桨距控制方法研究

论文摘要

本文在分析风力发电机组工作原理的基础上,对整个系统建立仿真模型。针对变桨距部分设计了传统PID控制器、模糊控制器和模糊自适应整定PID控制器,并在不同的风况下进行仿真。模糊控制器和模糊自适应整定PID控制器都属于智能控制器范畴。仿真结果表明,尽管PID控制器具有结构简单、稳定性好、可靠性高的优点,但这种方法过分依赖于控制对象的模型参数,鲁棒性差;与传统PID控制器相比,模糊控制器和模糊自适应整定PID控制器具有较好的稳定性和动态特性,尤其是在复杂的非线性系统或者是系统的数学模型不确定的情况下更是如此。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 风——绿色能源
• 1.2 世界风电发展
• 1.2.1 国外风力发电的发展
• 1.2.2 国内风力发电的发展状况
• 1.3 风力发电技术研究现状
• 1.3.1 国外风力发电技术研究现状
• 1.3.2 国内风力发电技术研究现状
• 1.4 课题选题背景及研究内容
• 第二章 风力机控制理论研究
• 2.1 风力机空气动力学
• 2.1.1 风力发电机能量转化过程
• 2.1.2 风力机特性系数
• 2.2 风力机桨叶受力分析
• 2.2.1 风轮在静止情况下叶片的受力分析
• 2.2.2 风轮在转动情况下叶片的受力分析
• 2.2.3 桨叶受力计算
• 2.3 风力发电机组的主要控制方法
• 2.3.1 定桨距控制
• 2.3.2 变桨距控制
• 第三章 变桨距风力发电机组的数学模型
• 3.1 概述
• 3.1.1 风速低于额定风速情况
• 3.1.2 风速高于额定风速情况
• 3.2 风力发电机组的模型
• 3.2.1 风轮气动特性模型
• 3.2.2 传动系统动态特性模型
• 3.2.3 发电机模型
• 3.3 系统模型
• 3.4 PID控制器设计及仿真结果分析
• 第四章 模糊控制基本理论及模糊控制器的设计
• 4.1 模糊控制的基本概念及原理
• 4.1.1 模糊控制的基本概念
• 4.1.2 模糊控制的基本原理
• 4.2 模糊控制器的设计
• 4.2.1 确定控制量、被控制量并决定控制器的形式
• 4.2.2 将精确量模糊化并建立模糊控制规则
• 4.2.3 精确量和模糊量的相互转换
• 4.2.4 论域、量化因子、比例因子的选择
• 4.3 风力发电系统中的模糊控制器设计
• 4.3.1 模糊控制器论域、量化因子的选择
• 4.3.2 控制规则的设计
• 4.3.3 MATLAB仿真及运行结果
• 第五章 模糊自适应整定PID控制及控制器设计
• 5.1 模糊自适应整定PID控制原理
• 5.2 风力发电机组的模糊自适应整定PID控制器设计
• 5.2.1 建立模糊控制规则
• 5.2.2 隶属度函数的选择
• 5.2.3 MATLAB仿真及运行结果
• 第六章 结 论
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表论文和参加科研情况