学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

永磁同步风能转换系统的转速控制研究

作　者: 王伟
导　师: 纪志成
学　校: 江南大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 永磁同步风能转换系统最大风能捕获增益调度反馈线性化最优跟踪控制 H_∞鲁棒控制
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 68次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

风能是一种清洁的可再生能源,地球上的风能资源不仅蕴量丰富,而且分布范围广泛。当前,传统能源、电力紧缺及环境污染问题日益严重,开发利用风能等可再生能源成为世界能源可持续发展战略的重要组成部分,风力发电是当今新能源开发利用中技术成熟、最具备开发条件的项目。在风力发电中控制技术占有越来越重要的地位,本文以额定风速以下最大风能捕获为目标,基于增益调度控制和反馈线性化控制方法对转速控制问题进行了研究。本文以系统各部分的数学模型为基础,分析并建立了永磁同步风能转换系统的非线性数学模型。在该数学模型的基础上,选定一组典型工作点,采用局部线性化方法得到一簇线性模型,以额定风速以下风能的最大捕获为目标,针对不同工作点处的线性数学模型分别设计最优跟踪控制器和H∞鲁棒控制器,通过一种具有稳定性保障的插值算法得到了风能转换系统的最优跟踪增益调度控制器和H∞增益调度控制器,并在Matlab/Simulink中建立了永磁同步风力发电控制系统的仿真模型,仿真结果表明了控制方法的有效性和合理性。与局部线性化方法借助于动态特性的线性近似不同,基于微分几何的反馈线性化可在大范围内实现精确解耦线性化。利用永磁同步风能转换系统的非线性数学模型,采用反馈线性化方法结合最优跟踪控制设计了风能转换系统的控制器,并在VisSim/ECD软件中建立了系统的仿真模型,仿真结果表明风速在额定风速以下大范围变化时,将反馈线性化与最优跟踪控制相结合的控制策略能有效控制转速跟踪风速的变化,实现永磁同步风能转换系统的最大风能捕获。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-17
  1.1 课题来源和背景  7-8
    1.1.1 课题来源  7
    1.1.2 风能利用的背景和意义  7-8
  1.2 国内外风力发电的现状及趋势  8-10
  1.3 风能转换系统的构成  10-11
  1.4 风能转换系统的控制目的  11-13
  1.5 风能转换系统的控制技术  13-15
    1.5.1 定桨距失速调节技术  13
    1.5.2 变桨距调节技术  13-14
    1.5.3 主动失速调节技术  14
    1.5.4 变速恒频控制技术  14-15
  1.6 论文的研究工作  15-17
第二章永磁同步风能转换系统模型  17-27
  2.1 概述  17
  2.2 风轮模型  17-20
  2.3 传动系统模型  20-22
  2.4 永磁同步发电机模型  22-24
  2.5 永磁同步风能转换系统模型  24-26
  2.6 本章小结  26-27
第三章永磁同步风能转换系统的增益调度控制方法研究  27-43
  3.1 概述  27
  3.2 永磁同步风能转换系统的最优跟踪增益调度控制  27-34
    3.2.1 最优跟踪控制理论  28-29
    3.2.2 最优跟踪增益调度控制器设计  29-32
    3.2.3 仿真验证  32-34
  3.3 永磁同步风能转换系统的H∞增益调度控制  34-42
    3.3.1 H∞鲁棒控制理论  35-37
    3.3.2 H∞增益调度控制器设计  37-39
    3.3.3 仿真验证  39-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章基于反馈线性化的永磁同步风能转换系统控制方法研究  43-55
  4.1 概述  43
  4.2 基于微分几何的反馈线性化控制理论  43-48
  4.3 永磁同步风能转换系统的反馈线性化控制  48-51
  4.4 仿真研究  51-53
  4.5 本章小结  53-55
第五章结束语  55-57
  5.1 结论  55-56
  5.2 展望  56-57
致谢  57-59
参考文献  59-63
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  63

永磁同步风能转换系统的转速控制研究

内容摘要

全文目录

相似论文