能源是人類社會進(jìn)步與發(fā)展的主要問題,人類對化石燃料的持續(xù)開采使得化石燃料已經(jīng)瀕臨枯竭,而化石燃料的燃燒造成的環(huán)境問題也對人類社會發(fā)展造成了阻礙,能源問題和環(huán)境問題已經(jīng)成為21世紀(jì)人類面對的最主要的問題。潮流能可再生、無污染、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)越來越受到各國的重視。由于潮流能具有隨機(jī)性和不穩(wěn)定性,因此對潮流發(fā)電水輪機(jī)控制技術(shù)的研究就非常的有現(xiàn)實(shí)意義。本文對25kW水輪機(jī)進(jìn)行了變槳距控制研究。本文先從潮流發(fā)電水輪機(jī)的水動力學(xué)開始進(jìn)行了研究,對變槳距控制的整個過程進(jìn)行了分析,相比于定槳距系統(tǒng),變槳距水輪機(jī)可以在低流速下保持最小槳距角實(shí)現(xiàn)功率的最大捕獲,高流速下通過變槳來實(shí)現(xiàn)恒功率輸出,減少了對系統(tǒng)的過載沖擊。建立了變槳距控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為了滿足潮流發(fā)電機(jī)的高流速下的恒功率控制,對額定工作點(diǎn)附近進(jìn)行了線性化處理,實(shí)現(xiàn)了潮流發(fā)電變槳距系統(tǒng)的PID控制。針對潮流發(fā)電系統(tǒng)具有非線性,多變量的特性,本文提出了一種基于模糊控制的統(tǒng)一變槳距控制系統(tǒng),通過人們經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)了控制語句,在MATLAB/Simulink下進(jìn)行了系統(tǒng)仿真。針對電氣變槳控制方式,本文設(shè)計(jì)了一種基于直流無刷伺服電機(jī)的變槳距驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì),...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題主要背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 變槳距技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 潮流發(fā)電水輪機(jī)基礎(chǔ)理論
    2.1 潮流能的基本理論
        2.1.1 潮流動能
        2.1.2 貝茲理論
        2.1.3 葉素理論
        2.1.4 葉輪相關(guān)參數(shù)
    2.2 水平軸潮流能水輪機(jī)變槳距原理及特點(diǎn)
        2.2.1 變槳距原理
        2.2.2 變槳距水輪機(jī)特點(diǎn)
    2.3 變槳載荷的計(jì)算
        2.3.1 槳葉的幾何特性
        2.3.2 離心力產(chǎn)生的變槳力矩
        2.3.3 槳葉回轉(zhuǎn)軸處摩擦力矩
        2.3.4 水動力產(chǎn)生的變槳力矩
        2.3.5 槳葉繞自身軸轉(zhuǎn)動的慣性力矩
        2.3.6 變槳距系統(tǒng)的總負(fù)載力矩
    2.4 本章小結(jié)
第3章 潮流發(fā)電變槳距原理及建模
    3.1 變槳驅(qū)動方式
        3.1.1 液壓變槳與電氣變槳
        3.1.2 統(tǒng)一變槳與獨(dú)立變槳
    3.2 潮流發(fā)電水輪機(jī)運(yùn)行區(qū)域
    3.3 變槳距系統(tǒng)的建模
        3.3.1 水輪機(jī)模型
        3.3.2 機(jī)械傳動系統(tǒng)模型
        3.3.3 異步發(fā)電機(jī)模型
        3.3.4 變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)
    3.4 系統(tǒng)線性化
    3.5 本章小結(jié)
第4章 變槳距系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)及仿真
    4.1 模糊控制器的設(shè)計(jì)
        4.1.1 輸入清晰量的模糊化
        4.1.2 模糊控制規(guī)則庫的建立
        4.1.3 變槳距控制系統(tǒng)輸出的模糊判決
    4.2 變槳控制系統(tǒng)Simulink實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 變槳距控制子系統(tǒng)的搭建
        4.2.2 變槳距控制系統(tǒng)仿真結(jié)果與分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 變槳距驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 伺服電機(jī)的選擇
    5.2 直流無刷電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
        5.2.1 轉(zhuǎn)子位置傳感器
        5.2.2 電子換向開關(guān)線路
        5.2.3 直流無刷電機(jī)的運(yùn)行原理
        5.2.4 直流無刷驅(qū)動方式
    5.3 伺服系統(tǒng)模型
        5.3.1 直流無刷電機(jī)動力學(xué)方程
        5.3.2 伺服系統(tǒng)典型模塊
    5.4 三閉環(huán)伺服系統(tǒng)
        5.4.1 電流環(huán)的設(shè)計(jì)
        5.4.2 速度環(huán)設(shè)計(jì)
        5.4.3 位置環(huán)設(shè)計(jì)
    5.5 直流無刷伺服電機(jī)三閉環(huán)性能仿真分析
    5.6 仿真模型的搭建
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3742674