模糊自适应PID液压变桨距控制.pdfVIP

机械设计 与制造 第2期 204 Machineq~ Design Manufacture 2010年 2月 文章编号：1001—3997(2010)02—0204—02 模糊 自适应PID液压变桨距控制 周基祥 张君君 陈俊强 刘 轩 (江苏大学 机械工程学院，镇江 212013) Fuzzyself-adaptivePIDcontrolinhydraulicvariable-pitchsystem ZHOUJi—xiang，ZHANGJun-jun，CHENJun—qiang，LIUXuan (SchoolofMechanicalEngineering，JiangsuUniversity，Zhe~iang212013，China) 中图分类号：TH16，TP273 文献标识码 ：A 1引言 电机的功率信号控制叶片桨距角，其工作原理为：发电机的输出 功率反馈值与额定功率进行比较，进而调节叶片桨距角使其输出 随着空气动力学、新材料、电力电子和计算机控制技术的发 功率维持在额定功率上 ，当输出功率发生变化时，控制器输出的 展，风力发电技术迅速发展，风力发电机组由最初的定桨距发展 桨距角指令信号经DA／转换后变成电压信号控制比例阀(或电液 到变桨距型1_『。由于风速的随机性、塔影、风切变、偏航回转等引起 伺服阀)，驱动液压缸活塞，推动变桨距机构，使叶片桨距角相应 负载的扰动，液压驱动大质量叶轮负载的惯性环节，使得变桨距 变化。液压缸活塞的位移反馈信号由位移传感器测量，经转换后 控制系统有参数非线性、参数时变性、外界负载干扰大、滞后性等 输入控制器，控制器根据指令值与反馈值之间的差值 ，按照设计 技术特点，导致了变桨距控制的困难日。大量的理论研究和工程实 的控制算法完成桨距角的闭环控制。 践证明，常规PID控制对非线性、时变性系统都没有良好的控制 效果，而将模糊控制和PID控制器两者结合起来，既具有模糊控 3模糊 自适应PID 制灵活、鲁棒性好 自适应性强的优点，又具有PID控制精度高、结 3．1常规 PlD 构简单、工作稳定等优点日。 常规PID控制一般是基于线性理论设计，只能在一个特征运 根据变桨距机组的控制策略及液压变桨距控制原理设计了 行点或有限的范围内得到较好的控制，需要准确的数学模型。常 规数字式PID可以用如下函数表示： 液压变桨距试验系统，在所设计试验平台上进行控制仿真试验 ， 完成了对桨距角的控制。 “()= e() e )+Kde() (1) J=0 2变桨距控制策略及原理 式中：e()～系统误差 ()一系统误差变化率；～比例系数； 变桨距控制技术简单来说就是通过调节桨叶的节距角，来改 K 一积分系数；K厂微分系数。 变气流对桨叶的攻角，进而控制风轮捕获的气动转矩和气动功率。 3．2模糊 自适应 PID控制器设计 其控制策略为：低于额定风速时，风力机按优化叶片