用于立軸風力機的智能控制器設(shè)計方法研究.pdf

1、進入二十一世紀以來，環(huán)境污染和化石能源枯竭已經(jīng)成為威脅人類的進步和發(fā)展的重大問題。因此，尋找和開發(fā)環(huán)保的可持續(xù)利用的新能源越來越受到人們的重視。其中對分布廣、儲量大、廉價又無污染的風能的利用得到了各國政府的廣泛關(guān)注。目前，對水平軸風力發(fā)電機的研究和使用已經(jīng)到了十分成熟的地步，形成了對水平軸風力發(fā)電機進行設(shè)計和控制的完整的理論體系。但是，對結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，風能利用效率更高的立軸風力發(fā)電機的研究卻很少，還沒有形成完善的分析、設(shè)計和控制的理論體

2、系。
　　 本文以新型三葉立軸風力機為研究對象。此立軸風力機巧妙的利用半轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，大大提升了風力機的風能利用效率。本文分析了這種新型立軸風力機的葉片攻角與其工作效率的關(guān)系。并以小型的立軸風力機為基礎(chǔ)進行了深入的研究。結(jié)合現(xiàn)有的對這種新型立軸風力機的風能利用效率及其輸出功率的研究結(jié)果，建立了新型立軸風力機的數(shù)學(xué)模型，并在 MATLAB 中對此模型進行了仿真研究，改進了風力機運行的控制方案。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計制作了立軸風力機控制器，并進

3、行了車載試驗，證明了控制方案的可行性。
　　 根據(jù)新型立軸風力機的結(jié)構(gòu)特點，本文采用變槳距控制。從立軸風力機的數(shù)學(xué)模型來看，立軸風力機是一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。因此，使用傳統(tǒng)的 PID 控制算法無法獲得令人滿意的控制效果。鑒于先進的智能控制技術(shù)在水平軸風力發(fā)電機中的成功應(yīng)用，本文提出了基于 BP 網(wǎng)絡(luò)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對新型立軸風力機進行恒轉(zhuǎn)速控制。經(jīng)過對 MATLAB 仿真結(jié)果的分析表明，與采用傳統(tǒng)的 PID 控制和模糊控制比較，基