شبیه سازی آموزشی کنترل توربین بادی با استفاده خطی سازی در فیدبک با متلب

این مطالعه با هدف ایجاد یک کنترل کننده خطی سازی بازخورد در یک سیستم کنترل جدید برای یک توربین بادی بزرگ هدایت شده توسط سیستم کنترل هیدرولیکی با پمپ کنترل متغیر اعمال می شود. سیستم سرو هیدرولیک کنترل پمپ متغیر از یک موتور سرو موتور AC، پمپ پیستونی جابجایی پیستونی ثابت دو سیلندر هیدرولیکی دیفرانسیل و مدارهای هیدرولیکی تشکیل شده است. در نهایت، مدل ریاضی با استفاده از تست آزمایشی تایید شده و عملکرد ردیابی در هر دو مسیر چند جملهای و مسیر سینوسی 5 مرتبه با استفاده از کنترل کننده خطی بازخورد پیشنهاد شده است.

 

سیستم های بادی یکی از مهمترین منابع انرژی های تجدید پذیر می باشند که در میزان استفاده از آن ها روز به روز نسبت به سوخت های فسیلی افزایش می یابد. و این مربوطه به سال های اخیر نیست. یکی از مهمترین این سیستم های سیستم های توربین بادی بزرگ می باشند.

این سیستم های قابلیت تقسیم بندی به سه دسته مختلف: 1. سرعت ثابت، 2. سرعت چرخش متغیر، 3. سرعت متغیر را دارند. روش هایی از سال 1980 در مقالات برای کنترل این سیستم های مبتنی بر شناسایی سیستم و کنترل کننده های تطبیقی پیشنهاد شده است.

در کشورهای آسیایی که معمولا مناطق بادخیز می باشند و از طوفان ها و گردبادها رنج می برند، مسئله کنترل توربین های بادی و استفاده از آنها به مراتب بیشتر اهمیت پیدا می کند.

در این گزارش قصد داریم تا نحوه پیاده سازی متلب برای کنترل یک توربین بادی با استفاده از روش خطی سازی فیدبک ارائه دهیم.

برای حل این مشکلات باید کنترل کننده مقاوم و با قابلیت کنترل و ردیابی مناسب طراحی شود که جوابگوی نیازهای امروزی باشد. برخی از روش های کنترلی در سیستم های هیدرولیکی استفاده شده اند برای کنترل این سیستم پیشنهاد شده اند. همچنین روش های فازی برای کنترل قسمت پمپ سیستم، که این روش ها به صورت خود تنظیم و مد لغزشی و … طراحی شده اند. اما در این مقاله قصد داریم تا با استفاده از روش کنترل خطی سازی با استفاده از فیدبک برخی از مشکلات کنترلی در این زمینه را تا حدی مرتفع کنیم.

روش های خطی سازی با فیدبک یکی از روش های پرکاربرد و مناسب در زمینه کنترل سیستم های غیر خطی می باشد. ایده اصلی این روش تبدیل معادلات غیرخطی سیستم به یک سیستم خطی با استفاده از طراحی یک سیگنال کنترلی مناسب می باشد، به صورتی که قابلیت ردیابی و کنترل را داشته باشد.

در این زمینه روش هایی برای کنترل سیستم هایی با یک ورودی و بعدها برای سیستم هایی با ورودی بیشتر ارائه شده است.

با توجه به کارهایی که قبلا در این زمینه های صورت گرفته است، قصد داریم به طراحی یک جبران ساز برای سیستم هیدرولیکی توربین های باید را انجام دهیم. لذا در ابتدا به بررسی معادلات غیرخطی حاکم بر توربین بادی و اجزای آن خواهیم پرداخت و در ادامه با توجه به این روابط به طراحی کنترل کننده از طریق فیدبک اقدام به خطی سازی رفتار سیستم و کنترل آن خواهیم نمود.

…