CN101586526A - 风力发电机组模糊偏航控制系统及控制方法 - Google Patents

风力发电机组模糊偏航控制系统及控制方法 Download PDF

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王云波
谭福阳
姜杨
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SHENYANG RUIXIANG WIND POWER EQUIPMENT CO Ltd
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Abstract

本发明涉及一种风力发电机组模糊偏航控制系统及控制方法。由下述结构构成：一个风向传感器，用于对风向信号进行采集并传送到控制器，并接收偏航电机传送的偏航信号；一个控制器，用于接收风向传感器传送的风向信号并根据误差进行模糊控制后，将处理的结果传送给PLC；一个PLC，对传送过来的信号进行处理之后把对应的控制信号发送给偏航电机；一个偏航电机，用于对航向的控制和调整，调整后使风向传感器继续采集风向。优点效果：由于模糊控制不需要建立精确的数学模型，具有控制机理和策略易于接受和理解，设计简单，应用方便的特点，使得模糊控制非常适合于风力发电系统的建模和控制，使控制更准确可靠。

Description

风力发电机组模糊偏航控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制系统，尤其涉及一种风力发电机组模糊偏航控制系统及控制方法。
背景技术
常规风力发电机组偏航系统采用比例积分微分(PID：ProportionIntegration Differentiation)控制，而由于风力发电系统的复杂性，系统模型的建立是非常困难的，因此不能准确根据风向的变化对偏航系统进行调整。
发明内容
为解决上述技术问题本发明提供一种风力发电机组模糊偏航控制系统及控制方法，目的是使偏航控制可较好的克服风向离散性扰动的影响，调向平稳，工作可靠，能够准确跟踪风向变化。
为达到上述目的本发明风力发电机组模糊偏航控制系统，由下述结构构成：一个风向传感器，用于对风向信号进行采集并传送到控制器，并接收偏航电机传送的偏航信号；一个控制器，用于接收风向传感器传送的风向信号并根据误差进行模糊控制后，将处理的结果传送给PLC；一个PLC，对传送过来的信号进行处理之后把对应的控制信号发送给偏航电机；一个偏航电机，用于对航向的控制和调整，调整后使风向传感器继续采集风向。
所述的控制器由下述结构构成；一个第一运算器，用于对误差值进行运算后传送给模糊控制器；一个微分器，用于对误差值进行微分运算后，再传送给第二运算器；一个第二运算器，用于对微分器进行微分运算后的数值进行再次运算，并传送给模糊控制器；一个积分器，用于对误差值进行积分运算后再传送到PLC；一个模糊控制器，用于对第一运算器和第二运算器传送的数值进行模糊控制，并将结果传送到PLC。
所述的PLC将模糊控制器和积分器传送的的信号进行处理后再传送到偏航电机。
风力发电机组模糊偏航控制系统的控制方法，包括下述步骤：风向传感器采集信号，并向控制器传送；当采集的信号与目标值存在偏差时，控制器开始工作，对偏差值进行处理，并将处理的结果传送给PLC；PLC对传送过来的信号进行处理后把对应的控制信号发送给偏航电机，进行航向的控制和调整，当偏差值达到预计目标后，偏航电机停止工作。
所述的控制器对偏差值处理包括下述步骤：偏差值经过第一运算器、微分器和第二运器运算后送到模糊控制器，模糊控制器再进行处理后传送到PLC，偏差值经过积分器进行积分后传到PLC。
所述的偏航电机调整后，继续对是否有偏差值进行检测，如果有偏差值则控制器继续工作。
本发明的优点效果：由于模糊控制不需要建立精确的数学模型，具有控制机理和策略易于接受和理解，设计简单，应用方便的特点，使得模糊控制非常适合于风力发电系统的建模和控制，使控制更准确可靠。
附图说明
图1本发明的控制系统原理图。
图2本发明控制器的结构框图。
图3本发明的控制流程图。
图中：1、风向传感器；2、控制器；3、PLC；4、偏航电机；5、积分器；6、第一运算器；7、微分器；8、第二运算器；9、模糊控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示本发明风力发电机组模糊偏航控制系统，由下述结构构成：
一个风向传感器1，用于对风向信号进行采集并传送到控制器2，并接收偏航电机4传送的偏航信号；一个控制器2，用于接收风向传感器1传送的风向信号并根据输入输出误差进行模糊控制后，将处理的结果传送给PLC3；一个PLC3，对传送过来的信号进行处理之后把对应的控制信号发送给偏航电机4；一个偏航电机4，用于对航向的控制和调整，调整后使风向传感器继续采集风向。
如图2所示控制器2由下述结构构成；一个第一运算器6，用于对误差值进行运算后传送给模糊控制器9；一个微分器7，用于对误差值进行微分运算后，再传送给第二运算器8；一个第二运算器8，用于对微分器7进行微分运算后的数值进行再次运算，并传送给模糊控制器9；一个积分器5，用于对误差值进行积分运算后再传送到PLC3；一个模糊控制器9，用于对第一运算器6和第二运算器8传送的数值进行模糊控制，并将结果传送到PLC3；PLC3将模糊控制器9和积分器5传送的的信号进行处理后再传送到偏航电机4。
如图3所示风力发电机组模糊偏航控制系统的控制方法，包括下述步骤：风向传感器采集信号，并向控制器传送；当采集的信号与目标值存在偏差时，控制器开始工作，对偏差值进行处理，并将处理的结果传送给PLC；PLC对传送过来的信号进行处理后把对应的控制信号发送给偏航电机，进行航向的控制和调整，当偏差值达到预计目标后，偏航电机停止工作。
控制器对偏差值处理包括下述步骤：偏差值经过第一运算器、微分器和第二运器运算后送到模糊控制器，模糊控制器再进行处理后传送到PLC，偏差值经过积分器进行积分后传到PLC。
所述的偏航电机调整后，继续对是否有偏差值进行检测，如果有偏差值则控制器继续工作。

Claims (6)

1、风力发电机组模糊偏航控制系统，其特征在于由下述结构构成：
一个风向传感器，用于对风向信号进行采集并传送到控制器，并接收偏航电机传送的偏航信号；
一个控制器，用于接收风向传感器传送的风向信号并根据误差进行模糊控制后，将处理的结果传送给PLC；
一个PLC，对传送过来的信号进行处理之后把对应的控制信号发送给偏航电机；
一个偏航电机，用于对航向的控制和调整，调整后使风向传感器继续采集风向。
2、根据权利要求1所述的风力发电机组模糊偏航控制系统，其特征在于所述的控制器由下述结构构成；
一个第一运算器，用于对误差值进行运算后传送给模糊控制器；
一个微分器，用于对误差值进行微分运算后，再传送给第二运算器；
一个第二运算器，用于对微分器进行微分运算后的数值进行再次运算，并传送给模糊控制器；
一个积分器，用于对误差值进行积分运算后再传送到PLC；
一个模糊控制器，用于对第一运算器和第二运算器传送的数值进行模糊控制，并将结果传送到PLC。
3、根据权利要求2所述的风力发电机组模糊偏航控制系统，其特征在于所述的PLC将模糊控制器和积分器传送的的信号进行处理后再传送到偏航电机。
4、风力发电机组模糊偏航控制系统的控制方法，其特征在于包括下述步骤：风向传感器采集信号，并向控制器传送；当采集的信号与目标值存在偏差时，控制器开始工作，对偏差值进行处理，并将处理的结果传送给PLC；PLC对传送过来的信号进行处理后把对应的控制信号发送给偏航电机，进行航向的控制和调整，当偏差值达到预计目标后，偏航电机停止工作。
5、根据权利要求4所述的风力发电机组模糊偏航控制系统的控制方法，其特征在于控制器对偏差值处理包括下述步骤：偏差值经过第一运算器、微分器和第二运器运算后送到模糊控制器，模糊控制器再进行处理后传送到PLC，偏差值经过积分器进行积分后传到PLC。
6、根据权利要求4所述的风力发电机组模糊偏航控制系统的控制方法，其特征在于所述的偏航电机调整后，继续对是否有偏差值进行检测，如果有偏差值则控制器继续工作。
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