ترجمه کامپیوتر و هوش مصنوعی کاربردهای کنترلی تطبیقی و برگرفته از داده برای یک مدل پایه توربین بادی

ترجمه کامپیوتر و هوش مصنوعی - 43 صفحه

سال 2013

Data-driven and adaptive control applications to a wind turbine benchmark model

کاربردهای کنترلی تطبیقی و برگرفته از داده برای یک مدل پایه توربین بادی

Silvio Simania,E-mail author, Paolo Castaldib

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096706611300155X

دانلود رایگان مقاله انگلیسی - کاربردهای کنترلی تطبیقی و برگرفته از داده برای یک مدل پایه توربین بادی

چکیده

توربین­های بادی، سیستم­های دینامیکی پیچیده­ای هستند که توسط نوسانات تصادفی باد و بارهای ژیروسکوپی و سانتریفوژی و جاذبه، تحریک می­شوند. چون ایرودینامیک توربین­های بادی، غیرخطی است، بنابراین، طراحی آنها مشکل است، به علاوه، مدل­های مناسب هم باید مقدار آزادی بسیاری داشته باشند تا بتوانند مهمترین اثرات دینامیکی را بدست آورند. بنابراین، در طراحی الگوریتم­های کنترل برای توربین­های بادی را باید این پیچیدگی­ها را در نظر گرفت. به هرحال این الگوریتم­ها باید مهمترین دینامیک توربین را دردسترس قرار دهند و با این وجود، خیلی پیچیده و ســـخت هم نباشند. هدف اصلی این بررسی این است که دو تا از مثال­های طرح­های کاربردی و با ارزش طراحی­های کنترل با کاربرد مدل الگوی توربین بادی را شناسایی کند. گسترش شبیه­سازی­ها در زمینه فرآیند با محک و تحلیل­های مونت کارلو، ابزارهایی توصیه شده برای ارزیابی عملی، ویژگی­های اصلی طرح­های کنترلی می­باشد که علاوه بر طراحی، کنترل خطاها را هم پوشش می دهد. همچنین این روش­های کنترلی پیشرفته، با روش­های متفاوت دیگر، مقایسه شده­اند تا مزیت­ها و معایب راه­حل­های ارائه شده را ارزیابی شوند. در نهایت، شبیه سازی­های سخت افزاری در حلقه در نظر گرفته شده تا کاربردهای بالقوه روش­های کنترل ارائه شده برای توربین­های بادی واقعی را روشن سازد.

کلمات کلیدی: الگوریتم­های کنترل، کنترل و طراحی فازی ، تخمین بازگشتی، کنترل تطبیقی PI، مدل توربین بادی

Abstract
Wind turbines are complex dynamic systems forced by stochastic wind disturbances, as well as gravitational, centrifugal, and gyroscopic loads. Since their aerodynamics are nonlinear, wind turbine modelling is thus challenging. Moreover, accurate models should contain many degrees of freedom to capture the most important dynamic effects. Therefore, the design of control algorithms for wind turbines should account for these complexities. However, these algorithms must capture the most important turbine dynamics without being too complex and unwieldy. The main purpose of this study is thus to give two examples of viable and practical designs of control schemes with application to a wind turbine prototype model. Extensive simulations on the benchmark process and Monte-Carlo analysis are the tools for assessing experimentally the main features of the proposed control schemes, in the presence of modelling and measurement errors. These developed control methods are also compared with other different approaches, in order to evaluate advantages and drawbacks of the considered solutions. Finally, Hardware-In-the-Loop simulations serve to highlight the potential application of the proposed control strategies to real wind turbines.
Keywords
    Control algorithms; Fuzzy modelling and control; Recursive estimation; Adaptive PI controllers; Wind turbine model