《风力发电机容错控制与自适应输出反馈滑模控制器》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2018-12-12
  • 风力涡轮机的发展是为了更高效、更可靠地发电。现代故障检测、诊断和调节结构是实现风力发电机可靠性和效率要求的关键。本文提出了一种新型的主动容错控制器,用于在存在执行机构故障和不确定性的情况下对风力发电机转子转速和功率进行控制。该控制器是一种具有积分曲面和自适应增益的滑模控制器,称为自适应输出反馈滑模控制器。利用输出反馈和全阶补偿器对整体滑模曲面进行整形和控制。提出了一种用于故障和干扰衰减的全阶补偿器。利用线性矩阵不等式技术和李雅普诺夫稳定性定理,分别满足了控制律参数的调整和闭环系统的稳定性。在一个5兆瓦风力发电机基准模型上测试了该控制器在极端风速剖面下的效率。在此基础上,将该策略的性能与比例-积分-导数和扰动调节控制技术进行了比较。仿真结果表明,自适应输出反馈积分滑模控制器在健康和故障执行机构下具有良好的性能和鲁棒性。

    ——文章发布于2019年5月

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    • 编译者:pengh
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    • 控制风力发电机的速度和功率的主要工具是集体俯仰控制,而在额定风速下运行。集体螺距控制设计面临的主要挑战是控制行为的约束、未建模的不确定性和未测量的系统状态。设计了一种基于管道的显式模型预测输出反馈控制器,用于控制总体俯仰角。该控制器能够处理约束挑战,减少在线计算时间,生成最优控制序列。此外,该控制器对未建模的不确定性具有鲁棒性。由于这是一个输出反馈控制器,因此不需要测量系统的状态。将所提控制器的性能与工业上常用的增益调度PI控制器的性能进行了比较。通过对典型的5兆瓦海上风力机的应用,得到了仿真结果。最后,给出了一种小型风力机模型的硬件回路实验结果,验证了该控制器在实时应用中的可行性。仿真和实验结果表明,该控制器比增益调度PI控制器具有优越性。 ——文章发布于2019年2月
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    • 编译者:董璐
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    • 本文指出聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)对控制供气系统的能力是提高汽车应用的纯燃料电池输出功率的一个重要挑战。本文侧重于在应用程序中的实际操作和自适应二阶滑模控制器的性能的比较。两个控制器的目标是尽量减少空气进料系统的功率消耗,以保持氧过量的燃料电池中的最佳比例。实验结果表明,两个控制器均具有有效性,并强调自适应控制器进一步降低了内部功耗的空气进料系统。论文同时提出了控制设计和每个回路的串级控制方案的分析。