用于立軸風力機的智能控制器設計方法研究.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)電機進行設計和控制的完整的理論體系。但是，對結構更加復雜，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結構，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系。并以小型的立軸風力機為基礎進行了深入的研究。結合現(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果，建立了新型立軸風力機的數(shù)學模型，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。在此基礎上，設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構特點，本文采用變槳距控制。從立軸風力機的數(shù)學模型來看，立軸風力機是一個復雜的非線性系統(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在水平軸風力發(fā)電機中的成功應用，本文提出了基于 BP 網(wǎng)絡的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡對新型立軸風力機進行恒轉速控制。經(jīng)過對 MATLAB 仿真結果的分析表明，與采用傳統(tǒng)的 PID 控制和模糊控制比較，基