本文關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳距控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,能源、環(huán)境已成為影響人類社會(huì)生存和發(fā)展的首要問(wèn)題。常規(guī)能源不僅資源有限,而且造成了嚴(yán)重的大氣污染。因此,對(duì)各種可再生、無(wú)污染、低成本新能源的開(kāi)發(fā)和利用已受到世界各國(guó)的高度關(guān)注。我國(guó)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用雖然很早,但是在變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究方面還處于起步階段。本文通過(guò)以下內(nèi)容對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳距控制技術(shù)進(jìn)行仿真研究。(1)為了對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作過(guò)程有一個(gè)初步的了解,對(duì)輸出功率曲線有一個(gè)趨勢(shì)性的把握,設(shè)計(jì)了最常用、最基本的PID控制方式。通過(guò)風(fēng)輪氣動(dòng)特性模型、傳動(dòng)系統(tǒng)模型和發(fā)電機(jī)模型的構(gòu)建在MATLAB中搭建了風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制過(guò)程的模型,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究選取合適的因子參數(shù),并在MATLAB中進(jìn)行仿真,得到如下結(jié)果：當(dāng)輸入風(fēng)速是定值的時(shí)候輸出的功率曲線就非常穩(wěn)定,而當(dāng)風(fēng)速有變化的時(shí)候功率隨著風(fēng)速的變化有明顯的改變控制效果不理想。(2)為了能夠適應(yīng)這種多變量、參數(shù)范圍變化大、非線性系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳距結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了模糊控制器,利用模糊語(yǔ)言用模糊數(shù)學(xué)的方法描述控制過(guò)程中變量之間的關(guān)系,能夠?qū)﹄S時(shí)變化的系統(tǒng)進(jìn)行有效控制,通過(guò)把人的語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為模糊語(yǔ)言并在MATLAB進(jìn)行仿真。當(dāng)輸入的風(fēng)速有突變的情況下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠輸出比較穩(wěn)定的功率,但是突變處超調(diào)比較大,響應(yīng)速度也比較慢。(3)為了能夠進(jìn)一步改善風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作性能,設(shè)計(jì)了自適應(yīng)模糊控制器,通過(guò)在線調(diào)整比例因子對(duì)模糊控制器進(jìn)行改造,操作簡(jiǎn)單易行,具有很強(qiáng)的魯棒性,對(duì)其他各方面的控制選擇也沒(méi)有依賴性。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得出自適應(yīng)模糊控制器在風(fēng)速突變時(shí)超調(diào)比較小,穩(wěn)態(tài)精度比較高,響應(yīng)迅速�？刂破髟O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便,功率輸出更加穩(wěn)定,能夠更好得應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳距控制。通過(guò)建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)的PID控制模型,并在MATLAB中進(jìn)行仿真,對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率控制有了一個(gè)趨勢(shì)性的、基礎(chǔ)的了解。在此基礎(chǔ)上又進(jìn)行了模糊控制方式的建模與仿真,得出在變化風(fēng)速的情況下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有良好的控制效果。為了進(jìn)一步改善功率穩(wěn)定性,在模糊控制的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了自適應(yīng)模糊控制器,通過(guò)仿真比較得出子使用模糊控制器更適合外部條件變化的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制。
【關(guān)鍵詞】：變槳距控制 模糊控制 MATLAB 功率穩(wěn)定
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)9-11
• 1.2.1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展9-11
• 1.2.2 未來(lái)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)11
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容11-13
• 第二章 變槳距控制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理基礎(chǔ)13-26
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本原理13-14
• 2.2 空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)14-18
• 2.2.1 風(fēng)力機(jī)的能量轉(zhuǎn)換理論14-15
• 2.2.2 風(fēng)能的貝茨理論15-16
• 2.2.3 風(fēng)力機(jī)的特性系數(shù)16-18
• 2.3 變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的模型18-20
• 2.3.1 風(fēng)輪氣動(dòng)特性模型18
• 2.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性模型18-19
• 2.3.3 發(fā)電機(jī)模型19-20
• 2.4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳距控制過(guò)程20-21
• 2.5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的研究21-24
• 2.5.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制過(guò)程21-22
• 2.5.2 統(tǒng)一變槳距控制過(guò)程22-23
• 2.5.3 獨(dú)立變槳距控制過(guò)程23-24
• 2.6 電動(dòng)變槳距機(jī)構(gòu)工作過(guò)程24-25
• 2.7 本章總結(jié)25-26
• 第三章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)PID控制過(guò)程及仿真26-31
• 3.1 PID控制原理26-27
• 3.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)PID控制仿真建模27-30
• 3.2.1 PID控制系統(tǒng)在Simulink的模塊搭建27-30
• 3.3 本章總結(jié)30-31
• 第四章 變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)模糊控制過(guò)程及仿真31-51
• 4.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)模糊控制原理31-33
• 4.2 模糊控制器的設(shè)計(jì)33-40
• 4.2.1 確定控制值、被控制值并決定操控器的形式33-34
• 4.2.2 模糊化輸入的精確量建立模糊規(guī)則34-40
• 4.3 模糊化過(guò)程40-50
• 4.3.1 精確量的模糊化方法40-41
• 4.3.2 模糊輸出量的清晰化過(guò)程41-43
• 4.3.3 選擇論域、量化因子和比例因子43-46
• 4.3.4 MATLAB仿真結(jié)果及分析46-50
• 4.4 本章總結(jié)50-51
• 第五章 變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)模糊控制過(guò)程及仿真51-62
• 5.1 自適應(yīng)模糊控制的相關(guān)介紹52-55
• 5.2 量化因子和比例因子的確定55-56
• 5.3 模糊控制規(guī)則的制定56-57
• 5.4 自調(diào)整過(guò)程57-60
• 5.5 自適應(yīng)模糊控制的MATLAB仿真結(jié)果與分析60-61
• 5.6 本章總結(jié)61-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 主要結(jié)論62-63
• 6.2 研究展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 在學(xué)期間的研究成果66-67
• 致謝67

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