兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)變槳距控制及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的大型化，變槳距控制風(fēng)力發(fā)電技術(shù)因其高效性和實(shí)用性正受到越來越多的重視。本課題來源于蘭州市科技攻關(guān)項(xiàng)目“大型風(fēng)力機(jī)組檢測(cè)及監(jiān)測(cè)反饋控制裝置(項(xiàng)目編號(hào)：2008-1-16)”。本論文的主題是風(fēng)力機(jī)變槳距控制系統(tǒng)及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究，主要涉及到如下內(nèi)容：
　　 利用風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)原理和槳葉受力情況闡述變槳距調(diào)節(jié)原理，制定了變槳距控制策略。建立了變槳距發(fā)電系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，并在Matlab7.1軟件搭建了各模

2、型子模塊，為后面的變槳距控制系統(tǒng)的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 提出了采用PID控制和模糊控制結(jié)合的復(fù)合控制方式，即模糊PID參數(shù)自整定控制。在設(shè)計(jì)過程中，將變槳距控制系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型引入到設(shè)計(jì)控制器的過程中，以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的控制器的性能。結(jié)果表明本控制器能有效的抑制輸出功率和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在起始階段的超調(diào)和波動(dòng)，且能較快的達(dá)到穩(wěn)態(tài)，較好的實(shí)現(xiàn)了控制要求。
　　 本文通過對(duì)槳葉承受的載荷計(jì)算，并利用Matlab7.1中的直接搜索

3、工具箱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得出變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)各尺寸參數(shù)的最優(yōu)值，使得槳葉繞槳葉軸轉(zhuǎn)動(dòng)所需的力矩為最大時(shí)，機(jī)構(gòu)所需的液壓缸推力F為最小。在最優(yōu)值的基礎(chǔ)上，采用Pro/Engineer軟件建立變槳距機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體模型，并進(jìn)行了裝配、靜態(tài)干涉檢查、動(dòng)態(tài)干涉檢查、運(yùn)動(dòng)仿真等工作，通過分析驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)能夠滿足變槳距機(jī)構(gòu)同步、同速和勻速變槳距角度范圍為0～90°的設(shè)計(jì)要求。最后在ANSYS軟件中對(duì)先前的變槳距造型零件進(jìn)行靜強(qiáng)度分析，分析結(jié)果顯示該變槳距機(jī)