一种基于模糊前馈与模糊PID控制结合的变桨控制方法技术

一种基于模糊前馈与模糊PID控制结合的变桨控制方法，属于风电行业技术领域。步骤为：发电机的测量转速及额定转速的差值不大于0时，输出桨距角为0；大于0时，该差值输入模糊变桨PID控制器；所得转速差值和差值的变化率输入至模糊变桨控制器，输出为增量型桨距角设定值β1；所述差值的积分值为桨距角偏移量β2；β1和β2之和为模糊PID变桨控制器的输出值；在风速超过额定风速时，将测量的风速值及风速的微分值输入至模糊前馈控制器；将模糊PID变桨控制器的输出值β1、β2和模糊前馈控制器的输出值之和作为变桨控制器输出的桨距角，控制变桨执行机构。本发明专利技术能够实现动态前馈补偿，缩短调节时间，提高响应速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风电行业
，特别是涉及一种基于模糊前馈与模糊PID结合的变桨控制器。
技术介绍
大型变桨距风电机组在额定风速以上通常采用变桨距控制方式，通过调整桨叶桨距角，改变气流对叶片的攻角，从而改变风电机组获得的空气动力转矩，使机组输出功率保持稳定。在此工况下风速成为外部扰动。由于风电机组具有强非线性和较大的转动惯量，导致变桨距系统控制困难。目前国内风电机组大多采用PID控制器完成变桨距控制。但由于风速变化的随机性和风电机组的强非线性，PID控制算法并不能取得令人满意的效果。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，在模糊PID控制的基础上，本专利技术提供一种基于模糊前馈与模糊PID控制结合的变桨控制方法，当在额定风速以上发生风速变化时，利用模糊推理，给出合适的桨距角前馈值，与模糊PID控制器的输出相加作为桨距角变化的设定值。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术一种基于模糊前馈与模糊PID控制结合的变桨控制方法，包括如下步骤：(1)分别将发电机在运行过程中的测量转速及发电机的额定转速输入至模糊PID变桨控制器；(2)判断测量转速和额定转速间的差值是否大于0，当不大于0时，输出桨距角为0；大于0时，将该差值输入模糊PID变桨控制器；(3)通过微分器计算所述差值的微分为差值的变化率，所得转速差值和差值的变化率输入至模糊变桨控制器，输出为增量型桨距角设定值β1；通过积分器计算所述差值的积分值为桨距角偏移量β2；β1和β2之和为模糊PID变桨控制器的输出值；(4)在风速超过额定风速时，启动模糊前馈控制器，将测量的风速值及风速的微分值输入至模糊前馈控制器；(5)将模糊PID变桨控制器的输出值和模糊前馈控制器的输出值之和作为变桨控制器输出的桨距角，控制变桨执行机构。进一步地，所述模糊PID变桨控制器的控制方法为：取转速差值和差值的变化率的基本论域为[0,60rpm]，取输出量β1的基本论域为[-6°,6°]；模糊变桨控制器的输入和输出的模糊论域均为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模糊前馈与模糊PID控制结合的变桨控制方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)分别将发电机在运行过程中的测量转速及发电机的额定转速输入至模糊PID变桨控制器；(2)判断测量转速和额定转速间的差值是否大于0，当不大于0时，输出桨距角为0；大于0时，将该差值输入模糊PID变桨控制器；(3)通过微分器计算所述差值的微分为差值的变化率，所得转速差值和差值的变化率输入至模糊变桨控制器，输出为增量型桨距角设定值β1；通过积分器计算所述差值的积分值为桨距角偏移量β2；β1和β2之和为模糊PID变桨控制器的输出值；(4)在风速超过额定风速时，启动模糊前馈控制器，将测量的风速值及风速的微分值输入至模糊前馈控制器；(5)将模糊PID变桨控制器的输出值和模糊前馈控制器的输出值之和作为变桨控制器输出的桨距角，控制变桨执行机构。

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊前馈与模糊PID控制结合的变桨控制方法，其特征在于：
包括如下步骤：
(1)分别将发电机在运行过程中的测量转速及发电机的额定转速输入至
模糊PID变桨控制器；
(2)判断测量转速和额定转速间的差值是否大于0，当不大于0时，输出
桨距角为0；大于0时，将该差值输入模糊PID变桨控制器；
(3)通过微分器计算所述差值的微分为差值的变化率，所得转速差值和
差值的变化率输入至模糊变桨控制器，输出为增量型桨距角设定值β1；通过
积分器计算所述差值的积分值为桨距角偏移量β2；β1和β2之和为模糊PID变
桨控制器的输出值；

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀军，于超光，蔡晓峰，王仕林，姜斌，
申请(专利权)人：沈阳华创风能有限公司，青岛华创风能有限公司，通辽华创风能有限公司，宁夏华创风能有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21