風(fēng)電作為前景廣闊的新能源,在生產(chǎn)生活中起著越來越重要的作用,成為當(dāng)前新能源領(lǐng)域的研究熱點。目前眾多實驗室都不具備真實風(fēng)場條件,風(fēng)力發(fā)電的實驗研究有一定的難度。為了解決這一問題,本課題設(shè)計并實現(xiàn)了以無刷直流電機為原動機的小型風(fēng)力發(fā)電模擬平臺,分別對風(fēng)力機系統(tǒng)的物理建模、轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制、上下位機串口通訊、槳距自動調(diào)節(jié)等方面進行了設(shè)計。研究了風(fēng)力機機軸上輸出轉(zhuǎn)矩與風(fēng)速、風(fēng)機葉片半徑、槳距角、以及風(fēng)力機當(dāng)前轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,得到了各個狀態(tài)風(fēng)力機的理論轉(zhuǎn)矩,然后通過對無刷直流電機參數(shù)分析擬合出電流與轉(zhuǎn)矩的線性關(guān)系,實現(xiàn)現(xiàn)有機組的轉(zhuǎn)矩估算。采用霍爾傳感器計算轉(zhuǎn)速,并通過控制器的轉(zhuǎn)速給定,控制現(xiàn)有機組使得其輸出特性滿足理論系統(tǒng)模型。為了克服傳統(tǒng)PID控制器采樣頻率導(dǎo)致的整定問題,設(shè)計了閉環(huán)模糊控制器,在實際運行中取得了較理想的控制效果。風(fēng)機模擬系統(tǒng)分為上位機和下位機,兩者通過串口進行通訊。定義了串口收發(fā)的規(guī)則,使上下位機串口通訊以數(shù)據(jù)包形式發(fā)送接收,上位機監(jiān)控與控制下位機運行。搭建了人機界面。通過調(diào)用ActiveX,實現(xiàn)了 Excel工作表的自動讀取及工作數(shù)據(jù)的自動寫入功能。對于風(fēng)力機起動過程中的低扭問...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1. 緒論
    1.1 風(fēng)能開發(fā)概述
    1.2 國內(nèi)外風(fēng)能發(fā)展概述
        1.2.1 國外風(fēng)能發(fā)電發(fā)展概述
        1.2.2 國內(nèi)風(fēng)能發(fā)電發(fā)展概述
    1.3 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電模擬平臺現(xiàn)狀
    1.4 風(fēng)力發(fā)電的主要技術(shù)
    1.5 風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)現(xiàn)狀
    1.6 課題研究的意義與內(nèi)容
2. 風(fēng)力傳動系統(tǒng)建模
    2.1 風(fēng)能貝茲理論
    2.2 風(fēng)力機建模
    2.3 風(fēng)力機特性
    2.4 本章小結(jié)
3. 風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)硬件設(shè)計
    3.1 風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)硬件組成
    3.2 無刷直流電機
        3.2.1 基本原理
        3.2.2 控制邏輯
        3.2.3 轉(zhuǎn)矩估算
    3.3 電平匹配電路
    3.4 電壓傳感器
    3.5 電流傳感器
    3.6 微控制器
    3.7 本章小結(jié)
4. 風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)軟件設(shè)計
    4.1 下位機設(shè)計與配置
        4.1.1 硬件資源分配
        4.1.2 轉(zhuǎn)速測量
        4.1.3 濾波算法
        4.1.4 串口通訊
        4.1.5 模型搭建
        4.1.6 閉環(huán)控制算法
        4.1.7 自動變槳算法
    4.2 上位機開發(fā)
        4.2.1 上位機界面
        4.2.2 Labview程序框圖
        4.2.3 excel自動讀取寫入
        4.2.4 轉(zhuǎn)速風(fēng)速標(biāo)志
        4.2.5 給定值的獲取
        4.2.6 理論圖像顯示與數(shù)據(jù)處理
        4.2.7 串口通訊
    4.3 本章小結(jié)
5. 風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)實驗驗證
    5.1 系統(tǒng)實驗平臺
    5.2 閉環(huán)控制性能
    5.3 運行實況
6. 總結(jié)與展望
參考文獻
附錄1 部分轉(zhuǎn)速測量程序
附錄2 部分濾波算法程序
附錄3 部分串口通訊程序
附錄4 部分閉環(huán)控制程序
附錄5 部分自動變槳程序
致謝



本文編號：3876007