| 【中文题名】 | 风力机变桨距控制系统及其执行机构的研究 |
| 【英文题名】 | Research on the Variable-pitch Control System and Driven Mechanism of Wind Turbine |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 变桨距控制,模糊PID,变桨距机构,仿真,, |
| 【英关键词】 | variable-pitch control,Fuzzy-PID,variable-pitch mechanism,simulation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>能源与动力工程>风能、风力机械>风力机械和设备>> |
| 【论文摘要】 |
随着世界各国对能源需求的持续增长，煤炭、石油等常规能源的逐渐枯竭，以及环境污染问题的日益严重，人类越来越重视可再生能源的利用，作为绿色能源的风能，风力发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。与发达国家相比，我国在风力机的大型化、变桨距控制、变速恒频等先进风电技术的研究方面还存在较大的差距。随着风力发电机单机容量的大型化，变桨距控制风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的重视。因此，开展对风力机变桨距控制系统及其执行机构的研究具有重要的意义。
本文以变桨距控制系统中控制器的研究为切入点，结合计算机仿真技术，对控制系统展开了研究。首先对风力机空气动力学和变桨距控制过程进行了探讨，为系统控制策略的研究提供理论基础，并通过控制系统的机理模型仿真，验证了理论的合理性。随后，考虑到风力机变桨距控制系统复杂、多变量、非线性和不确定的特点，传统的PID控制技术难以获得比较理想的效果以及智能控制技术(如模糊控制、神经网络等)在风力发电机组控制系统研究中的应用，提出了采用模糊控制和PID控制技术相结合的方式对系统进行控制。在研究过程中，设计了两种模糊PID控制器：模糊PID阈值控制器和参数模糊自调整PID控... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-9 |
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第一章 绪论 |
9-17 |
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1.1 问题的提出 |
9-10 |
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1.2 风力发电机组控制技术概述 |
10-13 |
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1.2.1 风力机定桨距控制技术 |
10 |
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1.2.2 风力机变桨距控制技术 |
10-11 |
|
1.2.3 风力发电机组控制策略简介 |
11-13 |
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1.3 仿真技术在风电系统的应用概况 |
13-14 |
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1.4 风电技术的国内外研究与发展趋势 |
14-15 |
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1.5 本文的研究目的和内容 |
15-16 |
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1.6 本章小结 |
16-17 |
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第二章 风力机变桨距控制理论 |
17-26 |
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2.1 风力发电机组的组成 |
17-18 |
|
2.2 风力机的空气动力学基础 |
18-23 |
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2.2.1 叶素特性 |
20 |
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2.2.2 风能利用系数 |
20-21 |
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2.2.3 桨距角调节原理 |
21-23 |
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2.3 变桨距控制过程研究 |
23-25 |
|
2.4 本章小结 |
25-26 |
|
第三章 变桨距控制系统设计与仿真 |
26-35 |
|
3.1 Matlab/Simulink概述 |
26 |
|
3.2 变桨距风力发电机组建模 |
26-28 |
|
3.3 变桨距风电机组数学模型及仿真 |
28-30 |
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3.4 变桨距控制系统原理 |
30-31 |
|
3.5 基于PID的变桨距控制系统 |
31-34 |
|
3.5.1 PID控制原理 |
31-32 |
|
3.5.2 变桨距控制系统仿真 |
32-34 |
|
3.6 本章小结 |
34-35 |
|
第四章 变桨距控制策略 |
35-57 |
|
4.1 模糊控制的发展与特点 |
35-36 |
|
4.2 模糊控制器的设计 |
36-41 |
|
4.2.1 模糊控制的基本原理 |
36-39 |
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4.2.2 模糊控制器的设计步骤 |
39-40 |
|
4.2.3 模糊PID控制方法介绍 |
40-41 |
|
4.3 模糊 PID阈值控制器的设计 |
41-49 |
|
4.3.1 变桨距控制系统精确量的模糊化 |
42-44 |
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4.3.2 变桨距控制系统的模糊推理和模糊规则 |
44-46 |
|
4.3.3 变桨距控制系统的模糊判决 |
46-47 |
|
4.3.4 变桨距控制系统仿真 |
47-49 |
|
4.4 参数模糊自调整 PID控制器的设计 |
49-56 |
|
4.4.1 控制系统的结构 |
49 |
|
4.4.2 PID参数自调整原则 |
49-51 |
|
4.4.3 参数模糊自调整PID控制器的设计 |
51-54 |
|
4.4.4 变桨距控制系统仿真 |
54-56 |
|
4.5 本章小结 |
56-57 |
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第五章 变桨距机构的设计与研究 |
57-70 |
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5.1 虚拟样机技术概述 |
57-60 |
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5.1.1 虚拟样机概念及特点 |
57-58 |
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5.1.2 虚拟样机相关技术 |
58-59 |
|
5.1.3 ADAMS及其功能简介 |
59-60 |
|
5.2 变桨距机构的分析及设计 |
60-64 |
|
5.2.1 常用变桨距机构 |
60-62 |
|
5.2.2 变桨距机构运动分析 |
62-63 |
|
5.2.3 变桨距机构的实体建模 |
63-64 |
|
5.3 虚拟样机模型的建立与仿真分析 |
64-69 |
|
5.3.1 样机模型的建立 |
65-67 |
|
5.3.2 变桨距机构仿真与分析 |
67-69 |
|
5.4 本章小结 |
69-70 |
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第六章 总结与展望 |
70-71 |
|
参考文献 |
71-74 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
74-75 |
|
致谢 |
75 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.133427 |
