本文關(guān)鍵詞：基于無速度傳感器的DFIG最大風能捕獲控制研究

  更多相關(guān)文章： 雙饋風力發(fā)電機 最大風能捕獲 終端滑模 觀測器

【摘要】：雙饋風力發(fā)電機(doubly-fed induction generator,DFIG)作為目前我國風電事業(yè)應(yīng)用最為主流的電機,不僅具有同步電機的勵磁特性還具有異步電機的調(diào)速特性,并且憑借其控制方式和柔性連接的優(yōu)點,在風電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。在大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,系統(tǒng)對電機的運行要求非常嚴格,因而控制器對DFIG至關(guān)重要。采用基于觀測器的無速度傳感器的控制方法,可簡化裝置,降低成本,減少外部干擾對系統(tǒng)的影響,已成為目前的研究熱點。本文以DFIG為研究對象,設(shè)計了幾種無速度傳感器的終端滑�？刂撇呗�,如下:設(shè)計基于模糊自適應(yīng)觀測器的DFIG最大風能捕獲模糊終端滑模的控制器。在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下,確定DFIG的數(shù)學模型,采用模糊自適應(yīng)觀測器對DFIG的轉(zhuǎn)子角速度進行實時觀測。解決了在比例+積分的自適應(yīng)律中采用固定增益影響觀測效果的問題。根據(jù)最大風能捕獲原理,對轉(zhuǎn)速控制器進行設(shè)計。為提高系統(tǒng)的魯棒性和控制精度,對解耦后的DFIG轉(zhuǎn)子模型采用模糊終端滑模方法進行控制,有效地抑制系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象,并在有限時間內(nèi)實現(xiàn)無靜差跟蹤。設(shè)計無速度傳感器DFIG最大風能捕獲Backstepping終端滑模的控制器。在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下,將DFIG轉(zhuǎn)子磁鏈定向的數(shù)學模型看作兩個子系統(tǒng),分別設(shè)計Backstepping終端滑模控制器,實現(xiàn)最大風能捕獲。采用Backstepping終端滑模的方法,設(shè)計DFIG轉(zhuǎn)速和磁鏈觀測器,采用高階終端滑模面能有效抑制系統(tǒng)的抖振。仿真結(jié)果表明采用該方法設(shè)計的觀測器和控制器都具有強魯棒性,能實現(xiàn)無靜差跟蹤,系統(tǒng)響應(yīng)快,穩(wěn)態(tài)精度高。設(shè)計基于智能優(yōu)化算法的無速度傳感器DFIG最大風能捕獲終端滑模的控制器。采用基于Backstepping終端滑模的方法設(shè)計控制器,實現(xiàn)最大風能捕獲。采用微分跟蹤器(TD)安排參考輸入信號,解決初始誤差大等問題�；陔娏鞣匠淘O(shè)計擴張狀態(tài)觀測器(ESO)對轉(zhuǎn)速和磁鏈進行估計,以降低轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動,實現(xiàn)無傳感器運行,并對耦合等擾動項觀測且加以補償,簡化Backstepping終端滑模控制器設(shè)計。針對控制器和觀測器中待整定參數(shù)較多的問題,利用螢火蟲算法(FA)進行參數(shù)尋優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：雙饋風力發(fā)電機 最大風能捕獲 終端滑模 觀測器
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM315;TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究意義10
• 1.2 課題發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外風力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 我國風力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題研究技術(shù)現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 變速恒頻風電技術(shù)12-13
• 1.3.2 DFIG控制技術(shù)現(xiàn)狀13
• 1.3.3 無速度傳感器技術(shù)在DFIG中應(yīng)用現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 基于模糊自適應(yīng)觀測器的DFIG最大風能捕獲模糊終端滑�？刂�16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 DFIG系統(tǒng)的模型16-18
• 2.3 模糊自適應(yīng)觀測器設(shè)計18-21
• 2.4 最大風能捕獲21-23
• 2.5 電流環(huán)模糊終端滑模控制器設(shè)計23-27
• 2.6 仿真結(jié)果與分析27-30
• 2.6.1 參數(shù)設(shè)置27
• 2.6.2 仿真結(jié)果及分析27-30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 第3章 無速度傳感器DFIG最大風能捕獲Backstepping終端滑�？刂�31-48
• 3.1 引言31
• 3.2 DFIG數(shù)學模型31-32
• 3.3 最大風能捕獲32
• 3.4 Backstepping終端滑模控制器設(shè)計32-36
• 3.5 轉(zhuǎn)速和磁鏈的終端滑模觀測器設(shè)計36-39
• 3.6 仿真研究39-47
• 3.6.1 參數(shù)設(shè)置39
• 3.6.2 仿真結(jié)果及分析39-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 第4章 無速度傳感器DFIG最大風能捕獲終端滑模優(yōu)化控制48-66
• 4.1 引言48
• 4.2 TD設(shè)計48-49
• 4.3 ESO的設(shè)計49-51
• 4.4 Backstepping終端滑�？刂破髟O(shè)計51-55
• 4.5 采用FA優(yōu)化55-57
• 4.7.1 FA的數(shù)學描述及建模55-56
• 4.7.2 FA的基本流程56-57
• 4.6 仿真研究57-65
• 4.6.1 參數(shù)設(shè)置57
• 4.6.2 仿真結(jié)果及分析57-65
• 4.7 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-68
• 參考文獻68-73
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果73-74
• 致謝74

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本文編號：1076150