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变速风力发电机故障观测器的设计和应用

计算机工程与应用 2009年第14期45卷 223-227页

作者：陈勇旗宁波大学科学技术学院浙江宁波315211 同济大学控制科学与工程系上海201804

针对模型包含未知非线性函数的变速风力发电机故障诊断问题,采用反卷法和最小二乘支持向量机对未知非线性函数进行辨识,将辨识结果作为补偿项加入比例高阶积分观测器中,消除未知非线性项对故障诊断精度的影响,建立了基于最小二乘支持向... 详细信息

针对模型包含未知非线性函数的变速风力发电机故障诊断问题,采用反卷法和最小二乘支持向量机对未知非线性函数进行辨识,将辨识结果作为补偿项加入比例高阶积分观测器中,消除未知非线性项对故障诊断精度的影响,建立了基于最小二乘支持向量机非线性项辩识模型的比例高阶积分故障观测器。李雅普诺夫函数证明该故障观测器的稳定性,仿真实验表明该故障观测器可以准确、快速、有效地诊断变速风力发电机故障。

关键词：变速风力发电机最小二乘支持向量机补偿项比例高阶积分故障观测器

变风载下变速风力发电机传动系统动力学特性研究

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太阳能学报 2013年第2期34卷 186-195页

作者：秦大同李超唐飞熊重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

根据风速平均值及方差建立基于威布尔分布的随机风速模型,获得随机风速;根据变速风力发电机的实际运行区域,对随机风速进行变换得到变速风力发电机齿轮箱实际运行时的时变输入转矩;在考虑齿轮副时变啮合刚度、轴承刚度和啮合误差等内部... 详细信息

根据风速平均值及方差建立基于威布尔分布的随机风速模型,获得随机风速;根据变速风力发电机的实际运行区域,对随机风速进行变换得到变速风力发电机齿轮箱实际运行时的时变输入转矩;在考虑齿轮副时变啮合刚度、轴承刚度和啮合误差等内部激励的基础上,采用集中质量参数法建立风力发电机齿轮传动系统的动力学模型,求得变速风力发电机齿轮传动系统在时变输入转矩和内部激励共同作用下各齿轮的振动位移、振动速度和各齿轮副的动态啮合力,所得结果对变速运行条件下风力发电机齿轮箱的设计和分析具有参考价值。

关键词：变速风力发电机随机风速时变啮合刚度齿轮传动系统动力学特性

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变速风力发电机最大风能捕获非线性控制

控制工程 2021年第8期28卷 1534-1539页

作者：曹临熙王良勇赵磊东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

以实现变速风力发电机最大风能捕获为目标,结合其机械惯量大和传动轴柔性的特点,提出一种由内外环两层结构组成的非线性控制策略,在提高风能捕获效率的同时降低机械瞬态负载。内环为稳定转速控制器。外环由叶尖速比反馈补偿器、转子转... 详细信息

以实现变速风力发电机最大风能捕获为目标,结合其机械惯量大和传动轴柔性的特点,提出一种由内外环两层结构组成的非线性控制策略,在提高风能捕获效率的同时降低机械瞬态负载。内环为稳定转速控制器。外环由叶尖速比反馈补偿器、转子转速预设定模型和转速设定平滑模块组成。通过对外环到内环设定转速进行平滑处理,减小了风速剧烈变化对设定转速的扰动,降低了机械负载。最后,以风力发电机两质量模型为对象进行仿真实验。实验结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。

关键词：变速风力发电机最大功率点跟踪非线性控制

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变速风力发电机模型参考自适应控制

华北电力大学学报（自然科学版） 2005年第2期32卷 57-61页

作者：郑黎明许移庆汕头大学能源与环境科学研究所汕头515063

风力机系统是一个非线性不稳定的复杂系统,系统具有不确定性,模型很难建立。自适应控制研究对象就是这种具有不确定性的系统,它能通过修正控制器的参数来降低不确定性对系统的影响。采用模型参考自适应方法对变速风力发电机在额定风速... 详细信息

风力机系统是一个非线性不稳定的复杂系统,系统具有不确定性,模型很难建立。自适应控制研究对象就是这种具有不确定性的系统,它能通过修正控制器的参数来降低不确定性对系统的影响。采用模型参考自适应方法对变速风力发电机在额定风速下进行控制,使风力机获得最大风能。仿真结果表明此方法对额定风速下变速风力发电机的控制效果很好。

关键词：变速风力发电机模型参考自适应控制风轮线性模型

变风载下变速风力发电机传动系统的可靠性评估与动力学特性研究

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变风载下变速风力发电机传动系统的可靠性评估与动力学特性研究

作者：李超重庆大学

学位级别：硕士

风能是一种清洁无污染的新能源,合理开发利用风能可以解决日益严峻的能源短缺以及环境污染问题。变速风力发电机由于发电量大、振动噪声低等优点,已成为未来大型风力发电机的主要发展方向。大型风力发电机叶片的转速通常都很低,为了达... 详细信息

风能是一种清洁无污染的新能源,合理开发利用风能可以解决日益严峻的能源短缺以及环境污染问题。变速风力发电机由于发电量大、振动噪声低等优点,已成为未来大型风力发电机的主要发展方向。大型风力发电机叶片的转速通常都很低,为了达到发电机工作所需的转速就需要在叶轮和发电机之间连接一个增速齿轮箱。齿轮箱传动系统是风力发电机的关键部件之一,其可靠性的高低以及动力学特性的优劣都直接决定着风力发电机正常工作与否。由于变速风力发电机通常工作在较为恶劣的环境条件下,受复杂随机动载荷的影响并且处于高空架设状态,这些都对变速风力发电机齿轮传动系统的可靠性和动力学特性都提出了很高的要求。因此,对变载荷下变速风力发电机齿轮传动系统的可靠性和动力学特性进行研究显得尤为必要。本文受国家自然科学基金项目的资助,以2MW变速风力发电机传动系统为研究对象,对其进行了可靠性评估和动力学特性分析。主要研究工作如下:①建立了基于双参数威布尔分布的随机风速模型。根据实际风场风速的平均值以及方差值,求得了威布尔分布的形状参数和尺度参数,建立了随机风速模型,对自然风场中随机变化的风速进行了模拟;②得到了变速风力发电机齿轮箱实际运行时的时变输入转矩和转速。将通过随机风速模型获得的风载荷作为齿轮传动系统的外部激励,分析了变速风力发电机实际运行时齿轮箱输入功率与风速之间的关系,通过推导得到了齿轮箱输入转矩与风速、输入转速与风速之间的分段函数关系,在此基础上对随机风载荷进行变换得到了齿轮箱时变输入转矩和转速;③对变速风力发电机齿轮传动系统进行了可靠性评估。对齿轮失效的主要形式进行了分析,求得了齿轮传动系统的可靠度,对系统进行了可靠性评估;④建立了齿轮传动系统的动力学模型。在考虑齿轮副时变啮合刚度、轴承刚度和啮合误差等内部激励的基础上,采用集中质量法建立了传动系统的动力学模型;⑤分析了传动系统的动态响应特性。利用matlab求得了传动系统在时变输入转矩和内部激励共同作用下各齿轮的振动位移、振动速度和各齿轮副的动态啮合力,对变风载下变速风力发电机齿轮传动系统的动力学特性进行了分析,所得结果对变速风力发电机齿轮箱的设计和分析具有参考价值。

关键词：变速风力发电机齿轮传动系统随机风速模型可靠性动力学特性