基于On-off和H_∞状态反馈的风能转换系统的双频环优化控制

根据风速的多时间尺度特性,在风能转换系统非线性机理模型的基础上,基于频率分离原理建立风能转换系统的双频环模型.在优化控制理论指导下,以额定风速以下的风能最大捕获为目标,针对低频环模型和高频环模型分别设计优化控制器,其中低频环采用On-off稳态优化控制方法,高频环采用H∞状态反馈优化控制方法,从而建立了风能转换系统的双频环优化控制结构.仿真结果表明:基于On-off和H∞状态反馈的风能转换系统的双频环优化控制方法是有效的,且相对于单纯的On-off控制具有更高的控制精度和更好的鲁棒性能,可以实现在额定风速以下的风能捕获功率最大化.     

风能转换系统的双频环容错控制

针对风能转换系统,根据风速的多时间尺度特性,在风能转换系统非线性机理模型的基础上,考虑传感器部分失效的情况,建立风能转换系统的双频环模型.基于双频环模型,低频环采用PI稳态优化控制方法,高频环采用容错H∞控制方法,从而实现额定风速以下风能的捕获率最大,并且在传感器发生故障时系统仍然能够正常运行.仿真结果表明,在传感器部分失效情况下,文中提出的方法是有效的.     

风力发电机组最佳功率追踪自适应模糊PID控制

针对变速恒频风力发电系统,以额定风速以下风能的最大利用率为目标,设计了基于自适应模糊PID控制的风能最佳利用追踪控制器.该控制器对叶尖速比进行控制,运行时根据实际输出的叶尖速比与其最优值间的误差及误差变化率在线实时调整PID参数,实现自整定,达到风能利用系数最佳的功率追踪目标.通过仿真对几种控制方法进行对比分析,结果表明,自适应模糊PID控制能够将风能利用系数和叶尖速比均控制在最优值附近,系统的稳态性能和动态性能都较好,控制效果优于PID控制和模糊控制.     

风能转换系统双频环的H∞鲁棒控制

针对风速的多时间尺度特性,建立风能转换系统的双频模型,引入一种混合灵敏度H∞鲁棒控制设计方法,根据风能转换系统特点综合选择鲁棒加权函数,设计风力发电机的转速控制器,实现额定风速以下的风能最大捕获.仿真结果表明:控制器在系统模型的不确定性和强干扰情况下,具有鲁棒稳定性和抗干扰性能,有效实现风能转换系统的最大风能捕获.     

三相异步电动机节能优化控制器的设计

三相异步电动机是一种广泛使用的动力机械，每年消耗的电能占我国总发电量的50％以上。电机拖动应用领域中浪费现象比较普遍。本节能优化控制器的特色是在降压节能过程中即考虑降压范围又进一步找到电压和电流的最佳工作点，该方案用于对51kW恒负载转矩准厚模块节能器的改造。具体介绍了该方案的节能原理，硬件结构和软件设计。     

双馈风力发电机组转子侧控制策略改进

基于现场风电机组功率转速曲线,对双馈风电机组常规功率控制策略的不足进行了分析,考虑机组转速限制条件和功率快速跟踪控制要求,对双馈风电机组转子侧变流器功率解耦控制策略以及变桨控制策略进行了改进,即转子侧有功控制环采用风力机输出转矩直接控制,并加转速外环实现对转速的准确控制;变桨控制策略采用直接功率控制。最后,应用提出的改进控制策略对双馈风电机组全程运行性能进行了仿真,并和常规控制策略进行了比较。结果验证了控制策略改进的有效性和正确性。     

浅析风力发电机组优化选型及电场选址

从风能利用和风电成本两个角度出发,推导出风电场选址与风力机优化选型的目标函数,提出将风力机容量系数作为风电场选址与风力机选型的判据,同时给出了基于风速分布特性的风力机容量系数计算方法。     

双馈风力发电机组动态性能改善的控制策略

针对传统PI电流调节器瞬态响应速度慢和控制带宽窄的问题,提出基于双滞环电流矢量控制技术的电流调节器.分析了基于双滞环电流矢量控制技术的电流调节器的工作原理,导出了双滞环电流矢量控制的开关表.在Matlab/Simu1ink平台中构建了所提出的基于双滞环电流矢量控制技术的电流调节器的仿真模型,仿真结果表明所提出的基于双滞环电流矢量控制技术的电流调节器具有快速的动态响应速度,其动态性能优于传统的PI电流调节器,可满足双馈风力发电机组对有功和无功功率快速调节的要求.     

风力发电机组防雷接地网的优化及改造

改善防雷接地网是保证风力发电机组能够安全运行的一项重要举措。随着我国经济的发展以及对于清洁能源的需求,风力发电的发展取得了良好的成就。预防风力发电机组遭受雷击的损坏显得尤为重要。本文主要就风力发电机组的防雷接地网技术展开讨论,在介绍雷电危害的基础上,对接地网的优化进行理论分析,并提出针对防雷接地网方面的改进措施。     

高空风力发电机组预测函数控制研究

风筝发电机组是一种新型风力发电技术.采用yo-yo结构对风筝的动态进行建模,通过作用在两风筝线上的拉力控制风筝的飞行.风筝的一个发电周期可分为发电状态和电动状态,要求在发电阶段发电量最大、在电动阶段耗电量最小,每一个阶段的控制器设计均可归结为一个约束优化问题.为解决非线性实时优化的困难,采用预测函数控制原理设计风筝发电机组的最大发电控制器,具体分析了风筝发电机组一个发电周期各阶段的控制目标,给出了闭环控制系统的实现方案.仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性,可以满足对控制算法速度的要求.     

IMC系统的一种优化控制器设计方法

根据系统信号运行的限制条件，提出了一种工程化的内模控制（ＩＭＣ）器的设计方法，用以往的方法相比，本优化设计方法是在系统限制条件的约束下进行的，故它不仅有理论上的扩充，更具有实用价值。     

二次型性能的优化降阶控制器设计

在静态输出反馈控制器设计的基础上,设计线性系统在二次型性能指标下的优化降阶动态输出反馈控制器.动态反馈控制器可表示为一个最优降维状态估值器和一个最优静态反馈增益阵.控制器的输入阵,可用全维控制器输入阵的一个线性组合来表示.通过求解利用降维状态观测器的静态输出反馈,可得到降阶控制的最优反馈增益阵.最后,通过一个例子,说明本文提出的给定解控制器设计方法.     

变速风力发电机组的控制方式

近年来,随着风力发电技术的发展,变速风力发电机组已成为大型并网风力发电机组的主流机型。本文介绍了变速风力发电机组的两种控制方式：双馈异步发电系统和永磁同步全馈发电系统 最后简单介绍了风力发电系统的一些辅助控制系统。     

海上风力发电机组的整体软着陆安装

针对海上风力发电机组安装,分析了海浪载荷对风机安装的影响,建立了海浪载荷下风机运动学模型,对其进行了仿真。按照安装要求和仿真结果提出了风机软着陆安装方案。分析了风机各个阶段的运动状态。采用液压蓄能器作为缓冲蓄能装置。使液压缸可以快速跟随上部吊架系统运动,实现整个软着陆过程只有一次撞击。提出了电液比例控制技术和加速度传感器反馈相结合的控制模式。使系统既有缓冲作用,且缓冲的加速度闭环可控,又可切换到同步升降模式调整风机姿态,克服了完全被动缓冲的不可控性、难以进行姿态调整及模式转换的衔接问题,提高了安装的灵活性,实现了风机的软着陆安装。     

兆瓦级风力发电机组液压系统的设计与应用

针对兆瓦级风电机组的偏航系统、风轮锁定、主轴制动液压系统的设计及应用问题,进行了研究探讨并提出相应的解决方案。     

控制学科在环的主动悬架多学科设计优化

基于多学科设计优化的思想,提出一种控制学科在环的多学科设计优化方法,将控制学科纳入系统的优化回路内,可以充分考虑系统的结构设计和控制学科之间的协同作用,以实现更好的整体优化效果.以主动悬架的设计优化为例,建立了1/4车辆主动悬架模型和LQG控制器模型,并基于多学科可行法的优化框架,进行多学科分析,对结构参数和控制器参数同时进行优化.优化结果表明,该方法能协调悬架动力学和控制学科之间的耦合关系,获取整体最优解.优化后的主动悬架在保证悬架工作空间和轮胎变形在一定的范围内,且不消耗更多能量的前提下,使车身加速度均方根值降低了27%.      

重型车辆主动悬架的滑模控制器设计及优化

为提高重型车辆的乘坐舒适性、操纵稳定性以及货物完整性,以四自由度1/2重型车辆主动悬架系统模型为对象,分析并实现悬架系统的模型解耦,结合Lyapunov稳定性理论和滑模控制方法对重型车辆主动悬架进行控制器设计及稳定性验证。以前后悬架动行程、控制器控制力输出要求为约束,以车身质心垂直加速度、前后悬架轮胎动位移以及俯仰角加速度为控制目标,对滑模控制器参数进行优化设计。结果表明,采用优化后的主动悬架能使重型车辆各项性能都有明显提高和改善。     

变桨距风力发电机组的控制策略研究

在对风力发电机组运行控制分析的基础上,针对变桨距风力发电机组功率控制问题,对变桨距风力发电机组控制系统建立了模型,并对变桨距控制系统进行了模拟仿真分析,得出改变桨距角的大小就可以控制叶片吸收风功率的多少,调节桨距角可以使发电机输出功率平稳。     

基于动态优化的多模型广义预测控制器设计

针对工业控制过程中广泛存在系统参数突变的问题,将多模型切换的广义预测控制器引至动态优化策略下的分层式控制系统中,设计了基于动态优化的多模型广义预测控制器.该模型预测控制结构以获取最大经济效益为目标,上层结构对经济目标函数进行动态优化,得到使经济利益最大的关键变量设定值;下层结构中MPC层采用多模型广义预测控制器代替传统单模型广义预测控制器追踪上层得到的设定值,即采用多个固定模型和自适应模型并行辨识系统的动态特性,提高系统暂态性能和模型参数跳变时系统的调节能力;底层为PID控制器用于抑制过程中的扰动.通过仿真验证了该方法的可行性和有效性.     

神经网络自适应控制器设计

对前馈神经网络用于动态系统的辨识、自适应控制进行了分析和数学推导，给出了自适应神经网络控制器的设计方法．最后通过仿真实例进行了说明．