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风电机组变桨距系统自抗扰控制器的设计及参数优化

发布时间:2020-12-12 10:14
  风力发电技术日趋成熟,变桨距控制技术广泛应用于大中型风电机组。然而,由于风电机组变桨距系统的复杂性和非线性以及风能的随机性,风速变化往往会导致风电机组的输出功率产生波动而偏离额定功率。如何在高效捕获风能的同时,维持平稳的功率输出是目前风力发电技术的研究重点之一。针对2 MW永磁直驱风电机组变桨距系统,以自抗扰控制器为研究对象,本文主要做了如下工作:(1)介绍了风力发电的背景和变桨距系统的研究意义,概括了变桨控制技术的国内外研究现状,并对风电机组的工作原理进行了分析,然后通过Matlab/Simulink建立了各部分的数学模型,本文主要对恒功率状态的变桨距控制进行了研究;(2)基于变桨距系统的复杂非线性及未知扰动的特点,设计了变桨距自抗扰控制器active disturbance rejection controller(,)ADRC,并提出了自抗扰控制器线性简化的方法,在随机风的情况下,对其控制性能进行了分析研究。通过仿真对比验证了自抗扰控制器在变桨距系统中具有较好的抗干扰能力和控制精度;(3)针对自抗扰控制器中参数较多且整定困难的问题,提出利用自适应遗传算法(adaptive gen... 

【文章来源】:上海电机学院上海市

【文章页数】:85 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

风电机组变桨距系统自抗扰控制器的设计及参数优化


Fig.2-5Structureofpermanentmagnetdirect-drivewindturbine图永磁直驱风电机组结构图2-5

转速,风轮,风速,驱风


2-7 S2-7 S function model of wind图 风轮的 函数模型示输入:w为转速 ,数,mT 为风轮输出的机可将永磁直驱风电机组的qad e q dd q da dq e d 0 q q q 11 ( )RLi i uL L LR Li i L L L + + + +0为永磁体磁通;aR 为定的电流;d qu 、u分别为 轴电感相等,即d L ( )T 1.5N L L i i +i

结构图,自抗扰控制器,二阶,结构图


有不依赖于被控系统的精确模型、抗扰动能力强、动静态性能良好等优点。因此,基于自抗扰控制技术的上述优点,将其应用到风电机组变桨控制这一强耦合、多干扰、多变量的非线性系统中去,取得了很好的控制效果。3.2 自抗扰控制器的结构及组成假设处于未知扰动 w(t)作用下的不确定被控系统表示如下:( ) ( ) ( )1 22 3n-1 nn 1 2 n-11, , , ,x xx xx xx f x x x t w t bu ty x + + (3-1式中,x1,x2,…,xn-1为该不确定受控系统的各阶状态变量;f(x1,x2,…,xn-1,t)表示不确定的函数;w(t)为未知外部扰动;y 为系统输出;u(t)为控制量。ADRC 有三个主要部分:跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性误差反馈控制律。图 3-1 所示为典型的二阶自抗扰控制器结构图:

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本文编号:2912360

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