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大型风力机变桨系统前馈反馈复合控制仿真研究
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  • 英文篇名:Simulation Research on Feedforward Feedback Compound Control for Pitch System of Large Wind Turbine
  • 作者:任海军 ; 张浩 ; 冯明驰
  • 英文作者:REN Haijun;ZHANG Hao;FENG Mingchi;School of Advanced Manufacture and Engineering,Chongqing University of Posts and Telecommunications;
  • 关键词:风力机 ; 前馈控制 ; 反馈控制 ; 粒子群算法
  • 英文关键词:wind turbine;;feedforward control;;feedback control;;particle swarm algorithm
  • 中文刊名:SYSY
  • 英文刊名:Research and Exploration in Laboratory
  • 机构:重庆邮电大学先进制造工程学院;
  • 出版日期:2019-06-15
  • 出版单位:实验室研究与探索
  • 年:2019
  • 期:v.38;No.280
  • 语种:中文;
  • 页:SYSY201906013
  • 页数:5
  • CN:06
  • ISSN:31-1707/T
  • 分类号:53-56+74
摘要
针对风力机系统的非线性和时滞特性,设计一种将预测前馈和反馈控制相结合的复合控制方法。根据电磁转矩和风轮转速,采用卡尔曼滤波器预测风轮气动转矩。根据气动转矩,采用牛顿拉夫逊算法估计有效风速,并以最小二乘法拟合风速和变桨角度的映射关系,得到前馈的变桨角度。采用粒子群算法优化PID控制器参数,得到反馈控制中的变桨角度。仿真结果表明,采用前馈反馈结合的方式,可以有效提高系统控制性能。通过Simulink仿真实验,不仅能够加深学生对理论知识的理解,而且能够提高学生的实践能力,这种理论加实践的方法,能够有效提高教学效果。
        Due to the nonlinear and time-delay characteristics of the wind turbine system,a composite control method combining predictive feedforward with feedback control is designed. Firstly,the Kalman filter is adopted to predict the aerodynamic torque of the wind turbine according to the electromagnetic torque and the rotational speed of the wind wheel. And the Newton-Raphson algorithm is used to estimate the effective wind speed based on aerodynamic torque.Then the least square method is employed to fit the mapping relationship from the wind speed to pitch angle in order to obtain the feedforward angle. On the other hand,the particle swarm algorithm is used to optimize the parameters of the PID controller to obtain the pitch angle in the feedback control. The simulation results show that the system control performance can be effectively improved by combining feedforward with feedback. Using Simulink experiments can not only deepen students' understanding of theoretical knowledge,but also improve students' practical ability. The method includes theory and practice,and can effectively improve the teaching effect.
引文
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