为了保证风力涡轮机的最大性能,平台必须精确地抵抗风,因为当风力涡轮机叶轮的法线方向对应于风的正常方向时,平台吸收尽可能多的动力。着风向变化并且风向角和偏航角之间的差超过允许误差范围,必须对偏航系统执行快速且准确的校正动作。而,由于偏航系统的高惯性和非线性,很难获得对整体PID的更好的控制效果,因此基于风力驱动的风力控制系统的设计在模糊PID控制器上。能生产;模糊控制; PID CID编号:TM614文件编号:A产品号:1009-2374(2013)30-0016-03偏航系统是一种能够自动识别风向变化的偏航系统偏航电机采用软启动模式,配备齿轮箱,减少启动电流的影响,简化启动过程,延长发动机的使用寿命。
还包括一个双绞线保护装置,一个可靠的性能电路和一个涡轮锁定装置,以提高风扇的可靠性。系统检测到风速大于风速切割时,偏航系统执行90°侧风操作,从而保护风轮。偏航过程中,异步电动机用作致动器,并且当风结束时,应用机械制动器以停止偏航。航系统的控制结构图如下图1所示:偏航方向辨别策略如图2所示。向角α在-180之间°和180°,北方向定义为0°风向角。风向从北向顺时针方向变化时,风向角正向增大,南向为180°;当风向从北方逆时针方向变化时,风向角反向增大,南方向为-180°。图3所示,偏航角γ在-1800°和1800°之间,北方被定义为0°的偏航角。汽车顺时针转动时,恒温阀芯偏航角正向增加(右偏航),当汽车逆时针转动时,偏航角反向增加(左蕾丝)。该过程中风向角与偏航角之间的差异(表示为θ,即θ=α-γ,取θ范围为-1260°至1260°)风控制,选择合理的路径,即需要机房。用最短路径改变风向后,可以遵循以下两个规则:顺时针方向的驾驶室偏转角度与逆时针方向的偏转角度有关:偏转角度顺时针= 360° – 逆时针偏转角度,即驾驶室可以顺时针或逆时针方向偏转跟随风向达到风的目的在该设计中,为了减少风时间并提高效率,在具有小偏转角(逆时针)的方向上选择偏离方向。子的偏差轨迹是相同的。航方向辨别表由上述分析给出,如表1所示,其中:n是绞合电缆的匝数,可以通过计数传感器测量。
检测到头部方向与风向角度之差超过规定角度(5°)时,风力涡轮机在风中执行偏航运动,当角度到达时定义角度(1°),它停止。气。力涡轮机连续检测风向角的变化并计算每单位时间的平均风向(10分钟),然后根据平均风向确定是否需要偏航以避免运动经常在爆裂的影响下。满足偏航条件时,风力涡轮机释放偏航制动器并且偏航马达动作执行偏航任务。航控制控制算法使用模糊PID控制器选择合适的控制算法,克服风扇启动和停止时高惯性的影响,加快偏航响应。航控制系统的示意图如图4所示。然比例控制器简单快速,但受控对象存在静态差异,具有自平衡功能。过增加内置的调整和集成,虽然可以消除静态差异,但成本是降低系统的响应速度。了加速控制过程,不仅需要响应间隙的大小,还需要响应间隙的趋势,以便在芽状态下消除该间隙。此,为了实现控制目标,必须首先选择PID控制。航机构由模糊自适应调节PID控制器控制。
体方法是寻找三个PID参数与e和ec之间的模糊关系。操作中,连续检测e和ec,根据模糊控制原理,修改参数,以满足不同e和ec控制参数的不同要求,使被控对象具有良好的动态性能。静态。5显示了模糊控制系统的组成:PID参数的设置必须考虑三个参数的作用及其在风和偏航方向的不同角度的互连。糊控制设计的核心是总结技术设计人员的技术知识和实践经验,建立合适的模糊规则表,并获得每个参数的模糊控制表。先,设置模糊控制规则表,然后根据以下方法执行自适应校正。e和ec的变化范围被定义为模糊集的域。糊子集是子集的元素是负的,负的,负的,空的,正的,正的和正的。果e,ec和两者都服从三角函数的分布,以便获得每个模糊子集的归属度。据每个模糊子集的隶属度分配表和各参数的模糊控制模型,采用模糊综合推理设计PID参数的模糊矩阵。组,在以下公式中查找替代校正设置。中,校正后的参数值是校正前的参数值。
操作期间,控制系统通过处理,检查和计算模糊逻辑规则的结果来终止PID参数的自校正。现模糊自适应PID控制器首先要根据PLC存储器中的模糊规则建立模糊规则表,然后通过输入确定参数并获取参数。正。后将该参数发送到“PID-Compact”命令,其输出值为控制量。体步骤为:图标,打开规则编辑器的模糊控制规则编辑器,并添加相应的模糊控制规则。获得的结果,如图6和7所示,用于在Matlab控制窗口中使用evalfis函数计算模糊控制表。序如图6所示。到的模糊控制如图9所示。格模糊控制规则Δkp,Δki,Δkd经过排序后得到。程序中,控制器的功能块包括:主程序块OB1,其执行整个程序的一般控制,功能块FB对收集的信号执行操作的处理,量化误差和误差变化率,执行控制表和PID参数的询问。线设置完成模糊PID控制。线获得的控制量表按照第一行,第一个左右和输入域元素的顺序存储在PLC的全局数据块中[ -6,6]被转换为[0,12以简化程序。
]。
检查数量的基地址为0,偏移地址由e×13 ec确定。后,通过寻址获得的相应控制量被顺序存储在相应的存储区域中。后将存储区域的数据乘以相应的比例因子,即得到实际值并进行校正。后,“MOVE”命令可以将每个值传送到PID控制器的相应参数位,最后实现模糊PID控制器。
论本文设计的自调整模糊PID控制器(F-PID)根据风向变化和预定义的模糊规则调整PID数,系统计算机发出自动偏航命令,然后由传感器和偏航马达。传统的PID控制相比,驾驶室可以精确防风。们可以看到具有自动调节功能的F-PID控制器具有良好的实时性,鲁棒性和更好的控制效果。
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