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基于模糊PID控制在风电机组中的应用专业：控制工程2016年5月9日目录风力发电基本原理及变桨距控制过程12模糊PID控制34风电机组变桨距模糊PID控制总结1.风力发电基本原理及变桨距控制过程1.1风力发电基本原理风向发电机风能具有一定的动能，通过风轮机将风能转化为机械能，拖动发电机发电。风力发电的原理是利用风带动风车叶片旋转，再通过增速器将旋转的速度提高来促使发电机发电的。依据目前的风车技术，风力发电机的最基本原理其实非常简单，整个发电过程由三部分构成，即风速、风叶轮、发电机，空气流动产生风速从而推动风轮转动，风轮和发电机通过转轴连接，从而就可以拖动发电机进行发电，简单来说就是风能转化为机械能，再转化为电能过程。1.风力发电基本原理及变桨距控制过程1.2变桨距控制过程变桨距风电机组最大的特点是可以在额定功率点上输出功率稳定的特点，这是其不同于定桨距风力发电机组之处。变桨距风电机组可以通过桨叶节距角的调节来对功率进行控制，因此不完全依靠风机风轮叶片的气动性能。当功率在额定功率以下时，叶片的桨距角在保持在零度附近，不作太大变化，通常小于三度。此时相当于定桨距风机，发电机的功率只随风速的变化而不断进行改变。当功率高于额定功率时，变桨控制系统就开始对桨叶的节距角度进行调整，使发电机的输出功率始终保持在额定功率附近。2.模糊PID控制PID控制是比例积分微分控制的简称“尽管各种各类的控制方案层出不穷”但目前在实际的工业控制中“大多数仍采用PID控制或PID控制与其他控制相结合的方案。模糊PID控制是模糊控制和PID控制的一种综合，存在多种方式，常见的2种方式如下：1）由一模糊系统在线的调整PID控制器的3个控制参数，可以说在此方式中这，2种控制方法是相对独立的，2）将这2种控制方法融合在一起，可以说此方式为模糊控制器的系统化设计提供一个途径。3.风电机组变桨距模糊PID控制大型变桨距风电机组在额定风速以上通常采用变桨距控制方式，通过调整桨桨距角，改变气流对叶片的攻角，从而改变风电机组获得的空气动力转矩，使机组输出功率保持稳定。在此工况下风速成为外部扰动。风电机组各部分如叶轮、变桨系统、发电机等存在严重的非线性以及惯性和迟延，导致变桨距系统控制困难。目前国内采用较多的PID变桨距控制方法难以达到令人满意的效果。单纯PID控制和模糊PID控制都是反馈控制方法，只有当机组实际功率与功率设定值出现偏差时，控制器才会开始调节。由于变桨系统的惯性和迟延，造成控制过动态调节时间长、超调量大。风电机组的气动特性是较为稳定的，在此前提下，在额定风速以上为保证机组输出功率恒定，叶轮桨距角与风速存在确定的关系。将其作为前馈控制器;将测量风速作为前馈控制器输入，其输出为前馈参考桨距角增量，从而达到快速补偿的作用;反馈控制器采用模糊PID控制器。仿真表明，新方法能够有效地缩短调节时间，减小系统超调量，具有较好的控制效果。3.风电机组变桨距模糊PID控制4。总结Simulink仿真结果：4.总结从图中可以看出，常规PID波动性比较大，而且没有鲁棒性，超调量比较大。自整定模糊PID的控制算法，系统的响应速度非常快，控制精度恰到好处，具有良好的稳态性，不参杂超调和震荡，鲁棒性好，这是常规PID控制所不能达到的。自整定模糊PID的优点是在相同条件下，系统的上升变短，灵敏度变高，因此它具有很强的应用市场前景。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。