NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MỜ THÍCH NGHI ĐỂ ĐIỀU KHIỂN CÁNH GIÓ TUABIN TRỤC ĐỨNG

I HC THI NGUYấN CNG HO X HI CH NGHA VIT NAM TRNG HKT CễNG NGHIP c lp - T - Hnh phỳc I HC THI NGUYấN -*** - TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP *** THUYT MINH LUN VN THC S K THUT LUN VN THC S K THUT TI NGHIấN CU NG DNG IU KHIN M THCH NGHI IU KHIN CNH GIể TUABIN TRC NG NGHIấN CU NG DNG IU KHIN M THCH NGHI IU KHIN CNH GIể TUABIN TRC NG Hc viờn: Nguyn Vn Hunh Lp: CHK10 Chuyờn ngnh: T ng hoỏ Ngi HD Khoa hc: PGS.TS Li Khc Lói Ngy giao ti: 01/02/2009 Ngy hon thnh: 31/07/2009 Ngnh: T NG HểA Mó s: Hc viờn: NGUYN VN HUNH Ngi HD Khoa hc: PGS.TS LI KHC LI KHOA T SAU I HC CB HNG DN PGS.TS Li Khc Lói S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn HC VIấN Nguyn Vn Hunh http://www.lrc-tnu.edu.vn THI NGUYấN 2009 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -1- Lun thc s LI CAM OAN I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP *** Tờn tụi l: Nguyn Vn Hunh Sinh ngy 22 thỏng nm 1981 Hc viờn lp cao hc khoỏ 10 - T ng hoỏ - Trng i hc K thut LUN VN THC S K THUT Cụng nghip Thỏi Nguyờn Hin ang cụng tỏc ti khoa in - Trng i hc K thut Cụng nghip Thỏi Nguyờn NGNH: T NG HO Xin cam oan: ti Nghiờn cu ng dng iu khin m thớch nghi iu khin cỏnh giú tuabin trc ng thy giỏo, nh giỏo u tỳ PGS.TS Li Khc Lói hng dn l cụng trỡnh nghiờn cu ca riờng tụi Tt c cỏc ti liu tham NGHIấN CU NG DNG IU KHIN M THCH NGHI IU KHIN CNH GIể kho u cú ngun gc, xut x rừ rng Tỏc gi xin cam oan tt c nhng ni dung lun ỳng nh ni dung cng v yờu cu ca thy giỏo hng dn Nu sai tụi hon ton chu trỏch nhim trc Hi ng khoa hc v trc phỏp lut TUABIN TRC NG Thỏi Nguyờn, ngy 31 thỏng nm 2009 Tỏc gi lun NGUYN VN HUNH Nguyn Vn Hunh THI NGUYấN 2009 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -2- -3- Lun thc s LI CM N Lun thc s MC LC Sau sỏu thỏng nghiờn cu, lm vic khn trng, c s ng viờn, giỳp Ni dung Trang v hng dn tn tỡnh ca thy giỏo hng dn nh giỏo u tỳ PGS.TS Li Khc Trang ph bỡa Lói, lun vi ti Nghiờn cu ng dng iu khin m thớch nghi iu Li cam oan khin cỏnh giú tuabin trc ng ó hon thnh Li cm n Tỏc gi xin by t lũng bit n sõu sc n: Mc lc Thy giỏo hng dn PGS.TS Li Khc Lói ó tn tỡnh ch dn, giỳp tỏc Danh mc cỏc hỡnh v, th CHNG M U 11 Lý chn ti 11 Khoa in - Trng i hc K thut Cụng nghip Thỏi Nguyờn ó giỳp tỏc Mc ớch ca ti 12 gi sut quỏ trỡnh hc cng nh quỏ trỡnh nghiờn cu thc hin lun i tng v phm vi nghiờn cu 12 í ngha khoa hc v thc tin ca ti 13 Cu trỳc ca lun 13 gi hon thnh lun ny Khoa o to Sau i hc, cỏc thy giỏo, cụ giỏo thuc b mụn K thut in Ton th cỏc ng nghip, bn bố, gia ỡnh v ngi thõn ó quan tõm, ng viờn, giỳp tỏc gi sut quỏ trỡnh hc v hon thnh bn lun Chng 1: TNG QUAN V NNG LNG GIể V MY PHT IN SC GIể Tỏc gi lun 14 1.1 ễI NẫT V LCH S NGHIấN CU V PHT TRIN CA MY PHT IN SC GIể Nguyn Vn Hunh 14 1.1.1 Lch s phỏt trin ca mỏy phỏt in chy bng sc giú 14 1.1.2 c im chung ca mỏy phỏt in chy bng sc giú 17 1.1.3 Nhng li ớch s dng giú sn xut in 17 1.2 NNG LNG GIể V THIT B BIN I NNG LNG GIể TUABIN GIể 19 1.2.1 Tuabin giú 19 1.2.2 Mỏy phỏt in tuabin giú 22 1.2.3 Giú v nng lng giú 23 1.3 KT LUN CHNG S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn 26 http://www.lrc-tnu.edu.vn -4- -5- Lun thc s cc b (Phng phỏp Gradient) Chng 2: KH NG LC HC CA TUABIN GIể V PHNG PHP IU KHIN CNH GIể CA TUABIN TRC 28 2.1 KH NG LC HC TUABIN GIể 28 2.1.1 ng lc hc cỏnh giú tuabin 28 2.1.2 ng lc hc ca rotor 30 2.2 PHNG PHP IU KHIN CNH GIể CA TUABIN 2.2.1 Lý lun chung tuyt i 59 3.3.4 Tng hp h thng iu khin thớch nghi dựng lý thuyt Lyapunov 61 3.3.5 iu khin m thớch nghi 65 3.3.6 Phng phỏp iu khin thớch nghi theo sai lch 66 32 3.4 KT LUN CHNG 32 Chng 4: THIT K H THNG IU KHIN CNH GIể 2.2.2 Phng phỏp xỏc nh gúc cỏnh iu khin ca tuabin giú trc ng 35 2.3 KT LUN CHNG 38 Chng 3: TNG QUAN CC H IU KHIN 39 3.1 CC H IU KHIN KINH IN 54 3.3.3 Tng hp h thng iu khin thớch nghi trờn c s n nh NG TRC NG Lun thc s 39 66 CA TUABIN TRC NG N NH TC 68 4.1 S CU TRC H THNG 68 4.1.1 GII THIU S CU TRC H THNG 69 4.1.2 TNG HP H THNG S DNG CC B IU KHIN KINH IN 69 3.1.1 Tng hp b iu khin tuyn tớnh 39 4.1.2.1 Tng hp h thng dựng b iu khin PID kinh in 69 3.1.2 Tng hp b iu khin phi tuyn 39 4.1.2.2 Tng hp h thng dựng b iu khin thớch nghi kinh 71 3.2 LOGIC M V IU KHIN M 41 3.2.1 Khỏi quỏt v lý thuyt iu khin m 41 4.2 TNG HP H THNG S DNG B IU KHIN M THCH NGHI 3.2.2 nh ngha m 41 3.2.3 Bin m, hm bin m, bin ngụn ng 43 3.2.4 Suy lun m v lut hp thnh 44 3.2.5 B iu khin m 47 3.2.6 H iu khin m lai (F-PID) 49 3.3 B IU KHIN THCH NGHI 51 3.3.1 Gii thiu tng quan 51 3.3.2 Tng hp iu khin thớch nghi trờn c s lý thuyt ti u S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn in http://www.lrc-tnu.edu.vn 73 4.2.1 KHI NIM 73 4.2.1.1 nh ngha 73 4.2.1.2 Phõn loi 74 4.2.1.3 Cỏc phng phỏp iu khin thớch nghi m 74 4.2.2 TNG HP B IU KHIN M THCH NGHI N NH 76 4.2.2.1 C s lý thuyt 76 4.2.2.2 Thut toỏn tng hp b iu khin m thớch nghi 82 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -6- -7- Lun thc s 4.2.3 TNG HP B IU KHIN M THCH NGHI TRấN C S Lí THUYT THCH NGHI KINH IN Lun thc s DANH MC CC BNG, HèNH V, TH 86 4.2.3.1 t 86 4.2.3.2 Mụ hỡnh toỏn hc ca b iu khin m 88 4.2.4 XY DNG C CU THCH NGHI THEO Mễ HèNH MU CHO B IU KHIN M 4.2.4.1 H iu khin thớch nghi theo mụ hỡnh mu (MRAS) Hỡnh 1.3 Chic mỏy bm nc chy bng sc giú, phớa Tõy nc M nhng nm Hỡnh 1.4 Mỏy phỏt in sc giú Charles F.Brush ch to Hỡnh 1.5 Mỏy phỏt Gedser, cụng sut 200kW 94 4.2.4.2 iu chnh thớch nghi h s khuch i u b iu khin m Hỡnh 1.2 Mụ hỡnh ci xay giú xut hin sau TK 13 1800 94 dựng lý thuyt thớch nghi kinh in Hỡnh 1.1 Mụ hỡnh cỏnh giú ti Trung M, cui TK 19 Hỡnh 1.6 H- rotor Hỡnh 1.7 Tuc bin giú vi tc c nh 96 Hỡnh 1.8 Tuc bin giú vi tc thay i cú b bin i ni trc tip gia stator v li 4.2.4.3 S iu khin thớch nghi m theo mụ hỡnh mu (MRAFC) 97 Hỡnh 1.9 Tuabin giú tc thay i s dng MFKBNK 4.2.4.4 S iu khin thớch nghi m kiu truyn thng (FMRAFC) 98 Hỡnh 1.10 Bin thiờn ca tc giú v nng lng giú theo thi gian 4.2.5 THIT K KHI M C BN 99 Hỡnh 1.11 ng cong biu din quan h gia Cp v Hỡnh 1.12 Hm xỏc sut phõn b cho Rayleigh vi tc giú trung bỡnh m/s 4.2.5.1 S m 99 4.2.5.2 nh ngha m 99 4.2.5.3 Xõy dng cỏc lut iu khin NuThỡ 101 Hỡnh 2.2 Cỏc lc tỏc dng lờn cỏnh giú 4.2.5.4 Chn lut hp thnh 103 Hỡnh 2.3 Tỏc ng ca giú lờn cỏc cỏnh 4.2.5.5 Gii m 104 Hỡnh 2.4 Mụ hỡnh tuabin giú trc ng cỏnh Hỡnh 1.13 ng cong cụng sut ca tuabin giú 50kW iu khin theo tc giú Hỡnh 2.1 ng cong biu din Kp Hỡnh 2.5 Phõn tớch ng lc hc cỏnh giú 4.2.6 S Mễ PHNG H THNG IU KHIN S DNG 104 Bng 2.1 Gúc cỏnh iu khin cỏc v trớ khỏc KấT LUN VA KIấN NGHI 107 Hỡnh 2.6 Gúc iu khin ca mt cỏnh giú 10 v trớ khỏc TI LIU THAM KHO 110 B IU KHIN M THCH NGHI Hỡnh 3.1 Mt s dng hm liờn thuc Hỡnh 3.2 a) Hp hai m b) Giao hai m c) Phộp bự Hỡnh 3.3 Mụ t hm liờn thuc ca mnh iu kin S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -8- -9- Lun thc s Lun thc s Hỡnh 3.4 Mụ t hm liờn thuc ca mnh kt lun Hỡnh 4.7 S mụ phng h thng dựng b K thớch nghi theo mụ hỡnh truyn Hỡnh 3.5 S chc nng ca b iu khin m thng Hỡnh 3.6 Vớ d v cỏch xỏc nh G Hỡnh 4.8 S thớch nghi kinh in da trờn lý thuyt Lyapunov Hỡnh 3.7 Gii m theo phng phỏp trng tõm Hỡnh 4.9 Kt qu mụ phng vi giỏ tr t khụng i Hỡnh 3.8 Gii m theo phng phỏp im trung bỡnh tõm Hỡnh 4.10 Kt qu mụ phng vi giỏ tr t thay i Hỡnh 3.9 B iu khin m ng Hỡnh 4.11 Cu trỳc phng phỏp iu khin thớch nghi trc tip Hỡnh 3.10 a) Nguyờn lý iu khin m lai Hỡnh 4.12 Cu trỳc phng phỏp iu khin thớch nghi giỏn tip b) Vựng tỏc ng ca cỏc b iu khin Hỡnh 4.13 iu khin thớch nghi cú mụ hỡnh theo dừi Hỡnh 3.11 Vựng tỏc ng ca cỏc b iu khin Hỡnh 4.14 S cu trỳc b iu khin m thớch nghi Hỡnh 3.12 Cu trỳc c bn ca h thng thớch nghi Hỡnh 4.15 Hm liờn thuc vi m Hỡnh 3.13 iu chnh h s khuch i Hỡnh 4.16 Lu thut toỏn tng hp hm m c s (e) Hỡnh 3.14 iu khin theo mụ hỡnh mu Hỡnh 4.17 Cu trỳc c bn ca h iu khin m u vo Hỡnh 3.15 iu khin t chnh Hỡnh 4.18 nh ngha hm thuc cho cỏc bin vo - Hỡnh 3.16 Cu trỳc mụ hỡnh mu song song Hỡnh 4.19 Lut hp thnh tuyn tớnh Hỡnh 3.17 S h thng iu khin thớch nghi theo mụ hỡnh Bng 4.1 Quan h vo ca lut hp thnh tuyn tớnh Hỡnh 3.18 Phng phỏp thớch nghi thụng s Hỡnh 4.20 Quan h vo ca lut hp thnh tuyn tớnh Hỡnh 3.19 Phng phỏp tng hp tớn hiu b sung Up2 Hỡnh 4.21 S hỡnh thnh ụ suy lun t lut hp thnh Hỡnh 3.20 Minh ho phng phỏp Lyapunov vi vic kho sỏt tớnh n nh Hỡnh 4.22 Kt qu ca phộp ly Max-Min ụ suy lun Hỡnh 3.21 S h MRAS da trờn lý thuyt Lyapunov cho i tng bc Hỡnh 4.23 Cỏc vựng ụ suy lun nht Hỡnh 4.24 B iu khin m vi h s khuch i u K Hỡnh 3.22 Phng phỏp iu khin thớch nghi trc tip Hỡnh 4.25 MRAFC iu chnh h s khuch i u Hỡnh 3.23 Phng phỏp iu khin thớch nghi giỏn tip Hỡnh 4.26 Cu trỳc h FMRAFC Hỡnh 4.1 S cu trỳc h thng Hỡnh4.27 S m c bn Hỡnh 4.2 Cu trỳc iu khin cỏnh giú Hỡnh 4.28 Cỏc lut hp thnh Hỡnh 4.3 S mụ phng h thng iu khin v trớ gúc cỏnh Hỡnh 4.29 Quan h vo ca b iu khin m Hỡnh 4.4 S mụ phng h thng dựng PID Hỡnh 4.30 S mụ phng h thng iu khin cỏnh giú tuabin vi b iu khin Hỡnh 4.5 Kt qu mụ phng vi tc giú V=V0 m thớch nghi Hỡnh 4.6 Kt qu mụ phng vi tc giú V thay i Hỡnh 4.31 S ca b iu khin m thớch nghi Hỡnh 4.32 S thay i ca h s khuch i u K theo lut Lyapunov S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -10- -11- Lun thc s Hỡnh 4.33 Kt qu mụ phng h thng vi b iu khin thớch nghi kinh in Hỡnh 4.34 Kt qu mụ phng h thng vi b iu khin m thớch nghi Hỡnh 4.35 Kt qu mụ phng h thng vi b iu khin thớch nghi kinh in v m thớch nghi Lun thc s M U Lý chn ti Ngoi nng lng mt tri, nng lng giú l mt nng lng thiờn nhiờn m loi ngi ang chỳ trng n cho nhu cu nng lng trờn th gii tng lai Hin nay, nng lng giú ó mang n nhiu hn Tuy nhiờn nu mun y mnh ngun nng lng ny tng lai, chỳng ta cn phi hon chnh thờm cụng ngh cng nh lm th no t c nng sut chuyn ng nng ca giú thnh in nng cao t ú cú th h giỏ thnh v cnh tranh c vi nhng ngun nng lng khỏc chuyn ng nng ca giú thnh in nng ngi ta dựng mỏy phỏt in s dng tuabin giú Trờn th gii hin ang dựng h thng mỏy phỏt s dng tuabin giú ú l mỏy phỏt s dng tuabin giú trc ngang v tuabin giú trc ng H thng s dng tuabin giú trc ngang l h thng phỏt trin u tiờn trờn th gii, h thng ny ó v ang c s dng rng rói nhiu nc nh c, M, Tõy Ban Nha v c bn thỡ h thng ó hon thin c v cu to, kt cu c khớ v h thng iu khin Tuy nhiờn h thng ny cng cú mt s nhc im ú l cu to, kt cu rt cng knh; cỏnh qut lp c nh vi trc quay nờn khụng iu khin c cụng sut phỏt in cho ti, nu mun n nh cụng sut cho ti cn phi dựng nhiu h thng mỏy phỏt in t nhiu ni khỏc ni ghộp vi bự cụng sut cng giú thay i H thng s dng tuabin giú trc ng ang l hng nghiờn cu mi hin h thng ny khc phc c mt s nhc im ca h thng trc ngang nh l kt cu nh gn; iu khin cụng sut cho ti mt cỏch c lp; iu khin gúc m ca cỏnh giú theo hng giú v theo cng giú Nh ta ó bit nhc im ln nht ca tuabin giú trc ng l quay nu cỏc cỏnh giú u m thỡ mt bờn cú tỏc dng hng giú lm tuabin quay, bờn cũn li cn giú lm gim tc quay ca tuabin Mt s nghiờn cu gn õy khc phc nhc im ú bng cỏch iu khin gúc m cỏnh giú thụng qua vic thit k hỡnh dỏng ng hc ca cỏnh giú hoc dựng phng phỏp che giú khụng cho tỏc ng vo cỏnh giú na cn giú ca S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -12- -13- Lun thc s tuabin i vi loi cú cụng sut nh hoc s dng mt s cỏch iu khin c khớ nh s dng kt cu cam i vi loi cú cụng sut ln m cha quan tõm n iu - Mụ hỡnh hoỏ v mụ phng kim nghim kt qu nghiờn cu í ngha khoa hc v thc tin ca ti khin gúc m ca cỏnh s dng cỏc b iu khin bng in kt hp vi kt cu c - í ngha khoa hc: khớ iu khin cụng sut cho ti hng giú cng nh cng giú thay i phỏt huy cỏc u im ca h thng tuabin giú trc ng l iu khin c cụng õy l mt hng nghiờn cu mi cú rt nhiu ngi ang quan tõm, nhiờn cha cú nghiờn cu no hon chnh v ny sut cho ti phự hp vi cng giú ta phi cú s kt hp gia iu khin in v - í ngha thc tin: c ú chớnh l lnh vc nghiờn cu ca c in t v cng l hng m ti cn nghiờn cu Lun thc s ti a mt phng ỏn iu khin mi, nõng cao cht lng iu khin, d dng thit k v iu chnh h thng ng thi to c hi cho hng Xut phỏt t tỡnh hỡnh thc t trờn v nhm gúp phn thit thc vo cụng phỏt trin mi vic s dng ngun nng lng sch cho hin ti v cuc CNH-HH t nc núi chung v phỏt trin ngnh t ng hoỏ núi riờng, tng lai khuụn kh ca khoỏ hc Cao hc, chuyờn ngnh T ng húa ti trng i Cu trỳc ca lun hc K thut Cụng nghip Thỏi Nguyờn, c s to iu kin giỳp ca nh trng, Khoa o to Sau i hc v PGS.TS Li Khc Lói, tỏc gi ó la chn Lun ỏn gm chng, 111 trang, 28 ti liu tham kho, 82 hỡnh v v th ti tt nghip ca mỡnh l: Nghiờn cu ng dng iu khin m thớch nghi iu khin cỏnh giú tuabin trc ng Mc ớch ca ti Vic nõng cao hiu sut chuyn ng nng ca giú thnh in nng gim giỏ thnh l rt quan trng quỏ trỡnh s dng ngun nng lng sch hin ti v tng lai nõng cao c hiu sut s dng nng lng giú thỡ cn phi cú cỏc thit b chuyn i vi cỏc b iu khin hp lý Mc tiờu ca ti l nghiờn cu b iu khin m thớch nghi v ng dng chỳng iu khin cỏch giú ca tuabin trc ng nhm mc ớch nõng cao hiu sut v n nh tc quay ca tuabin i tng v phm vi nghiờn cu - H thng cỏnh giú ca tuabin trc ng - Kho sỏt cỏc thụng s ca mụ hỡnh tuabin trc ng - Nghiờn cu lý thuyt a cỏc thut toỏn iu khin - Thit k h iu khin thớch nghi trờn c s logic m thớch nghi iu khin cỏnh giú ca tuabin trc ng S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -14- -15- Lun thc s Lun thc s Mun hn na, k t sau th k 13, cỏc ci xay giú xut hin ti chõu u (Tõy CHNG I TNG QUAN V NNG LNG GIể V MY PHT IN SC u) vi cu trỳc cú cỏc cỏnh ún giú quay theo phng ngang, chỳng phc hn GIể mụ hỡnh thit k ti Ba T Ci tin c bn ca thit k ny l ó tn dng c lc nõng khớ ng hc tỏc dng vo cỏnh giú ú s lm hiu sut bin i nng 1.1 ễI NẫT V LCH S NGHIấN CU V PHT TRIN CA MY lng giú ca ci xay giú thi k ny cao hn nhiu so vi mụ hỡnh thit k t PHT IN SC GIể nhng nm 500 - 900 ti Ba T 1.1.1 Lch s phỏt trin ca mỏy phỏt in chy bng sc giú Vo cui nhng nm 1970, cuc khng hong v du m ó buc ngi phi tỡm cỏc ngun nng lng mi thay th, mt s ú l nng lng giú Nhng nm v sau, rt nhiu cỏc chng trỡnh nghiờn cu v phỏt trin nng lng giú c thc hin vi ngun ti tr t cỏc Chớnh ph, bờn cnh cỏc d ỏn nghiờn cu cỏc cỏ nhõn, t chc t ng thc hin Lch s phỏt trin ca th gii loi ngi ó chng kin nhng ng dng ca Hỡnh 1.2 Mụ hỡnh ci xay giú xut hin sau TK 13 nng lng giú vo cuc sng t rt sm Giú giỳp quay cỏc ci xay bt, giú giỳp Trong sut nhng nm tip theo, cỏc thit k ca thit b chy bng sc giú cỏc thit b bm nc hot ng, v giú thi vo cỏnh bum giỳp a cỏc cng ngy c hon thin v c s dng rng rói khỏ nhiu cỏc lnh vc thuyn i xa Theo nhng ti liu c cũn gi li c thỡ bn thit k u tiờn ca ng dng: ch to cỏc mỏy bm nc, h thng ti tiờu nụng nghip, cỏc chic ci xay hot ng nh vo sc giú l vo khong thi gian nhng nm 500 - thit b xay xỏt, x g, nhum vi Cho n u th k 19, cựng vi s xut hin 900 sau CN ti Ba T (Irac ngy nay) c im ni bt ca thit b ny ú l cỏc ca mỏy hi nc, thit b chy bng sc giú dn dn b thay th Lch s ngi cỏnh ún giú c b trớ xung quanh mt trc ng, minh ho mt mụ hỡnh cỏnh ó bc sang thi k mi vi nhng cụng c mi: mỏy chy hi nc giú c lp ti Trung M vo cui th k 19, mụ hỡnh ny cng cú cu to cỏnh ún giú quay theo trc ng Hỡnh 1.3 Chic mỏy bm nc chy bng sc giú, phớa Tõy nc M nhng nm 1800 Hỡnh 1.1 Mụ hỡnh cỏnh giú ti Trung M, cui TK 19 Nm 1888, Charles F Brush ó ch to chic mỏy phỏt in chy sc giú u tiờn, v t ti Cleveland, Ohio Nú cú c im: S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -16- -17- Lun thc s * Cỏnh c ghộp thnh xuyn trũn, ng kớnh vũng ngoi 17m; * S dng hp s (t s truyn 50:1) ghộp gia cỏnh tuabin vi trc mỏy phỏt; Lun thc s 1.1.2 c im chung ca mỏy phỏt in chy bng sc giú Cỏc mỏy phỏt in s dng sc giú ó c s dng nhiu cỏc nc chõu * Tc nh mc ca mỏy phỏt l 500 vũng/phỳt; u, M v cỏc nc cụng nghip phỏt trin khỏc Nc c ang dn u th gii * Cụng sut phỏt nh mc l 12kW v cụng ngh in s dng sc giú (in giú) Ti a s l cỏc mỏy phỏt in tuabin giú trc ngang, gm mt mỏy phỏt in cú trc quay nm ngang, vi rotor (phn quay) gia, liờn h vi mt tuabin cỏnh ún giú Mỏy phỏt in c t trờn mt thỏp cao hỡnh cụn Trm phỏt in kiu ny mang dỏng dp nhng ci xay giú chõu u t nhng th k trc, nhng rt nhó v hin i Hỡnh 1.4 Mỏy phỏt in sc giú Charles F.Brush ch to Trong nhng nm tip sau, mt s mu thit k khỏc ó c thc hin nhiờn khụng em li bc t phỏt ỏng k Vớ d mu thit k ca Dane Poul La Cour nm 1891 Cho n u nhng nm 1910, ó cú nhiu mỏy phỏt in chy bng sc giú cụng sut 25kW c lp t ti an Mch nhng giỏ thnh in nng chỳng sn xut khụng cnh tranh c vi giỏ thnh ca cỏc nh mỏy nhit in s dng nhiờn liu hoỏ thch Mc dự gp khú khn khụng cú th trng, nhng th h mỏy phỏt in chy bng sc giú tip tc c thit k v lp t Cỏc mỏy phỏt in tuabin giú trc ng gm mt mỏy phỏt in cú trc quay thng ng, rotor nm ngoi c ni vi cỏc cỏnh ún giú t thng ng Loi ny cú th hot ng bỡnh ng vi mi hng giú nờn hiu qa cao hn, li cú cu to n gin, cỏc b phn u cú kớch thc khụng quỏ ln nờn chuyn v lp rỏp d dng, bn cao, tu bo dng n gin Loi ny mi xut hin t vi nm gn õy nhng ó c nhiu ni quan tõm v s dng Hin cú cỏc loi mỏy phỏt in dựng sc giú vi cụng sut rt khỏc nhau, t kW ti hng chc ngn kW Cỏc trm phỏt in ny cú th hot ng c lp hoc cng cú th ni vi mng in quc gia Cỏc trm c lp cn cú mt b np, b c- Vớ d nh cỏc mỏy phỏt cụng sut t n kW quy v b i in Khi dựng khụng ht, in c tớch tr vo c-quy Khi khụng c lp t ti vựng nụng thụn ca ng bng ln, cú giú s s dng in phỏt t c-quy Cỏc trm ni vi mng in quc gia thỡ M, vo nhng nm 1925 hay mỏy phỏt Balaclava khụng cn b np v c-quy cụng sut 100kW lp t ti Nga nm 1931 hay mỏy Cỏc trm phỏt in dựng sc giú cú th phỏt in tc giú t m/s (11 phỏt Gedser cụng sut 200kW, lp t ti o Gedser, km/h), v t ngng phỏt in tc giú vt quỏ 25 m/s (90 km/h) Tc giú ụng nam an Mch hiu qa t 10 m/s ti 17 m/s, tựy theo tng loi mỏy phỏt in S phỏt trin ca mỏy phỏt in chy sc giú thi k ny cú c im sau: Hỡnh 1.5 Mỏy phỏt Gedser, cụng sut 200kW - t v s lng, lp t ri rỏc nhng trung ch yu M, cỏc nc Tõy u nh an Mch, c, Phỏp, Anh, H Lan; u im d thy nht ca in giú l khụng tiờu tn nhiờn liu, tn dng c ngun nng lng vụ tn l giú, khụng gõy ụ nhim mụi trng nh cỏc nh mỏy nhit in, khụng lm thay i mụi trng v sinh thỏi nh nh mỏy thy in, - Cụng sut mỏy phỏt thp ch yu nm mc vi chc kW S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn 1.1.3 Nhng li ớch s dng giú sn xut in (in giú) http://www.lrc-tnu.edu.vn khụng cú nguy c gõy nh hng lõu di n cuc sng ca ngi dõn xung quanh S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -82- -83- Lun thc s 4.2.2.2 Thut toỏn tng hp b iu khin m thớch nghi j j (j= 1, 2, , n l s u vo) , max tng hp m thớch nghi ta cú th tin hnh theo bc: bc l chn Chỳ ý rng giỏ tr thc ca ej cú th bờn ngoi khong , max , hm j cu trỳc ca b iu khin m, bc l xỏc nh thớch nghi cỏc vect tham s a Chn cu trỳc ca b iu khin m Lun thc s j liờn thuc ca cỏc m cú th chn l hỡnh tam giỏc, hỡnh thang, hm Gaus, hm Cu trỳc ca b iu khin m thớch nghi nh hỡnh 4.14 Trong ú i sigmoi v.v Chn hm liờn thuc kiu hỡnh tam giỏc v hỡnh thang cú u im l tng iu khin l h phi tuyn bt k c mụ t tng quỏt bng biu thc (4.1) n gin, song cú nhc im l iu chnh khụng trn Hỡnh 4.15 l vớ d v B iu khin m thớch nghi cú th cú nhiu u vo gm sai lch v cỏc o hm hm liờn thuc kiu Gaussmf gia v trimf bờn i vi bin ngụn ng u ca chỳng Mc ớch ca vic thit k b iu khin m l to tớn hiu iu khin vo u cho qu o u ca i tng (y) bỏm theo qu o cho trc (yd) cho dự yd u H phi tuyn y y(n) f(y, y' , y(n 1) bu e u u(e, ) T (e) 1 e A (e j ) (e j ; pj ; pj ) e (4.28) 1j (e j 1j ) pj (e j pj )2 (4.29) j p Vi p = 2, ,Nj -1,cũn: B iu khin m d dt A (e j ) (e j ; 1j ; 1j ) j cú s thay i thụng s v cu trỳc ca i tng A (e j ) (e j ; Nj ; Nj ) j N j j 1 e Nj (e j Nj ) j (4.30) j j j j j j j Trong ú: N N max Lut thớch nghi ' eT p n (e) Hỡnh 4.14 S cu trỳc b iu khin m thớch nghi b Cỏc bc thc hin thut toỏn Trong trng hp tng quỏt b iu khin m cú n u vo, thut toỏn tng - Bc 2: Xõy dng b iu khin m u t tớch N1 Nn lut sau õy: hp c túm tt theo cỏc bc sau: - Bc 1: Xỏc nh hm liờn thuc ca cỏc bin ngụn ng u vo (n 1) 1) y (n t E e1 , e2 , , e n y y d , y y d y d T Hỡnh 4.15 Hm liờn thuc vi m T i i n Lut Ru if e1 A1i and e2 A2i and and en Ain then u = B i i (4.31) n n nh ngha xỏc nh ca cỏc thnh phn ej l: S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -84- -85- Lun thc s Trong ú i1 = 1, 2, , N1; in =1, 2, , Nn l hm liờn thuc cho mi bin u vo B i1 i n l m u s c xỏc nh Vic thit k b iu khin m bõy gi chuyn sang vic xỏc nh cỏc e thụng s B i1in A 1 A A bng phng phỏp trung bỡnh trng tõm ta thu c b iu khin m: n i i yi i j1 A e j u u(e, ) n N N i i j1 A e j Nn n j n A ij n j n (4.32) e / A A 1 A A 1 2 A A n 1 S dng lut hp thnh PROD, m hoỏ theo ng singleton v gii m N1 Lun thc s / / A A / / (e) A 2 / / ij u T (e) Trong ú: (4.33) (e) l hp hm m c s ó bit n j ê A (e) n N N i i j1 A e j A / / j Hỡnh 4.16 Lu thut toỏn tng hp hm m c s (e) ij n j n (4.34) y i i ij Lu thut toỏn tng hp hm m c s (e) nh hỡnh 4.16 n l im trng tõm ca B i i , chỳng s c chnh nh theo lut n thớch nghi cho phự hp vi i tng l mt vect gm hp cỏc y i i vi i1 = 1, 2, , N1; in =1, 2, , Nn n t yl1 , yl2 ,y21 ,y Nl ,y N1N n (4.25) Cỏc thụng s c chnh nh nh s dng lut thớch nghi sau: eT Pn (e) (4.26) ú l hng s dng xỏc nh tc ca thut toỏn cũn pn l ct cui cựng ca ma trn P, vi P l nghim ca phng trỡnh Lyapunov ATP+ PA = - Q (4.37) Trong ú Q l ma trn dng xỏc nh tu ý, A l ma trn (n x n) S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -86- A -k n -k n-1 -k n-2 0 -k -87- Lun thc s Lun thc s Trong ú kI, l cỏc h s khuch i u vo, K l h s khuch i u (4.38) Vi cỏc hng s k1, k2 c chn cho tt c cỏc nghim ca phng trỡnh: Pn + knPn-1+ + k1 = nm bờn na trỏi mt phng phc Vi cỏch tng hp Thc tin cho thy vic iu chnh FLC khú khn hn nhiu so vi chnh nh b iu khin kinh in, mt nhng lý chớnh l tớnh mm ca vựng nhn bit c bn ca b iu khin m v s múc ni cỏc thụng s ca chỳng Tuy nhiờn khụng cú mt cỏch h thng hoỏ no a tt c cỏc thụng s ny e e(t) nh vy, h thng chc chn tho iu khin lim t T cỏc m u vo (4.28) .(4.30) v cỏc thụng s Pn c xỏc nh trờn ta tin hnh xõy dng b iu khin m theo trỡnh t sau: - nh ngha cỏc hm liờn thuc (4.8) (4.30) r ki R Lut hp thnh U K u Hỡnh 4.17 Cu trỳc c bn ca h iu khin m u vo Hin cụng nghip cỏc b iu khin logic m thng c thit - Xõy dng hm m c s (4.24) k theo kinh nghim v s hiu bit nh tớnh i tng ca cỏc chuyờn gia Vic T Xỏc nh lut thớch nghi e Pn (e) chnh nh FLC c thc hin thụng qua chnh nh cỏc hm liờn thuc u vo v - Xõy dng b iu khin (4.32) u - mang nhiu tớnh cht mũ mn Do ú khụng phự hp vi vic chun hoỏ Nhn xột: H s (4.36) núi lờn tc hi t ca thut toỏn thớch nghi Nú c chn v sau ú c kim nghim thụng qua mụ phng, nu chn quỏ nh thut toỏn thớch nghi hi t chm, chn ln, quỏ trỡnh hi t nhanh nhng nu chn quỏ ln h thng s mt n nh cht lng v khú tr thnh mt phng phỏp lun cú h thng Trong phn ny ta s tip cn kiu thit k hn hp theo hng kt hp c cỏch tip cn nh tớnh v tip cn nh lng u tiờn ta xõy dng mụ hỡnh c bn ca b iu khin m bao gm cỏc hm liờn thuc, cỏc lut hp thnh Chỳng cú th to mt ỏp ng hp lý mt mc no ú Lut hp thnh c bn c chn Cỏc giỏ tr P1 ,P2 c xỏc nh t phng trỡnh Lyapunov (4.37) Tuy nhiờn ln ca nú cng nh hng ỏng k n cht lng ca h thng Vỡ vy sau thit k xong cn chnh nh li cỏc giỏ tr ca chỳng cho m bo cht lng tt ton di thay i ca cỏc thụng s ca i tng 4.2.3 TNG HP B IU KHIN M THCH NGHI TRấN C S Lí THUYT THCH NGHI KINH IN l mt lut hp thnh tuyn tớnh, cũn hm liờn thuc cú th c xỏc nh theo hm hỡnh tam giỏc, hỡnh thang hoc hm Gauss Sau xỏc nh c hm liờn thuc v lut hp thnh c bn, ta phi s dng chỳng tỡm h s khuch i t l Cú th s dng nhiu phng phỏp nh lng khỏc nhau, vic xỏc nh h s khuch i t l ỳng rt quan trng i vi s hot ng ca FLC Trong iu khin kinh in, ta ó bit mt Algorithm iu khin thớch nghi 4.2.3.1 t theo mụ hỡnh mu s dng phng phỏp Gradient hay phng phỏp Lyapunov rt Mt cu trỳc thụng dng nht ca h logic m (FLC - Fuzzy Logic Control) l cu trỳc iu khin phn hi sai lch - S nh hỡnh 4.17 thớch hp cho vic iu khin mt quỏ trỡnh khụng nhn bit c, c bit l i vi h phi tuyn Mt b iu khin m vi lut hp thnh tuyn tớnh v cỏc hm liờn thuc tam giỏc cú th xp x tuyn tớnh xung quanh trng thỏi cõn bng Do ú S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -88- -89- Lun thc s ta s dng ý tng ú ca b iu khin thớch nghi kinh in ỏp dng cho h iu khin m, thớch nghi vi mt vi s xp x no ú Lun thc s Nu E = Ei v R = Ri thỡ U = uk vi k = f(i, j) nh ngha 1: Cỏc lut iu khin ca mt b iu khin m c gi l tuyn Cu trỳc ca cỏc b iu khin m thớch nghi da trờn c s lý thuyt Lyapunov v phng phỏp Gradient kinh in tớnh nu f(i, j) l mt hm tuyn tớnh i vi i v j, vớ d f = i + j; f = i + j + v.v Trong ú f(i, j) l quy lut sinh cỏc lut iu khin Vi cỏc f(i, j) khỏc 4.2.3.2 Mụ hỡnh toỏn hc ca b iu khin m Xột b iu khin m hai u vo nh hỡnh 4.17 xõy dng mụ hỡnh s cho cỏc lut iu khin khỏc Vic chn lut iu khin cú th coi l toỏn hc ca nú ta thc hin cỏc bc sau: mt ngh thut v ph thuc rt nhiu vo kin thc v kinh nghim cỏc chuyờn gia a Chn cỏc hm liờn thuc Vic chn cỏc lut iu khin phi to iu kin thun li cho ngi thit k h iu Cỏc m u vo c chn m hoỏ l E v R Ta chn s lng cỏc khin m m vo v bng v bng N, cỏc hm thuc s b chn hỡnh tam giỏc vi mi hm liờn thuc bao ph khụng gian trng thỏi 2A u vo v 2B cho mi u Gi s chn hm j liờn thuc õm cho E, R, U, chn j hm liờn thuc dng cho E, R, U, v mt hm liờn thuc zezo cho E, R, U (hỡnh 4.18) Nh vy s lng cỏc E -3 -2 -1 3 3 3 -1 3 -2 -1 3 R hm liờn thuc ca mi bin vo/ra l N = 2j+1 -3 -2 -1 -1 -3 -3 -2 -1 õm nhiu, dng nhiu v.v ta s dng cỏc ch s l s, vớ d -2 -3 -3 -3 -2 -1 1 (x), (x), (x), (x) -3 -3 -3 -3 -3 -2 -1 n gin cho vic xõy dng lut hp thnh, thay vỡ s dng cỏc ngụn ng j (x) (x) j (x) Hỡnh 4.19 Lut hp thnh tuyn tớnh 0,5 Hỡnh 4.19 th hin cỏc lut iu khin tuyn tớnh vi f = i+j cho b iu x -A khin m hai u vo v mt u vi hm liờn thuc cho mi bin vo v bin A Hỡnh 4.18 nh ngha hm thuc cho cỏc bin vo - Ta thy rng mc dự s dng cỏc hm liờn thuc ging mụ t Bng 4.1 Quan h vo ca lut hp thnh tuyn tớnh m u vo nhng thụng qua cỏc h s kI v (hỡnh 4.17) chỳng thc s l cỏc hm i+j -3 -2 -1 liờn thuc khỏc Uk-1 -3 -2 -1 b Chn lut iu khin Vi cỏc b iu khin m hai u vo, mi u vo cú N m s cú N nh ngha 2: B iu khin m c s (Basis Fuzzy Control - BFC) l b iu lut iu khin mụ t tt c cỏc kh nng kt hp ca Ei v Rj Dng tng quỏt ca khin m cú hai u vo v mt u ra, s m ca cỏc u vo v u lut hp thnh l: bng nhau, lut hp thnh c s dng l lut hp thnh tuyn tớnh S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -90- -91- Lun thc s c Phõn tớch lut c s hỡnh thnh ụ suy lun Cỏc lut c s chia vựng lm vic ca b i i R Lun thc s i Ra iu khin m c bn thnh nhiu ụ vuụng, vi u ca lut nh hỡnh Vỡ tt c cỏc thao tỏc m u cú th c tớnh toỏn trờn cỏc ụ ny nờn -3 E V o Ei-1 chỳng c gi l cỏc ụ suy lun Mt cỏch tng quỏt ta cú th chn ụ suy Hỡnh 4.20 Quan h vo ca lut hp thnh tuyn tớnh lun IC (i,j) phõn tớch ễ ny c to bi cỏc hm liờn thuc i (E), i , i (R) i (R) , cỏc ng chộo ca ụ chia chỳng thnh vựng (IC1 IC4) (hỡnh 4.21) j+1 Rj+1 uk Ei Ei+1 uk+1 uk+2 ễ suy lun (i-1,j) IC(i,j) j Rj j1 Rj-1 uk-1 uk uk+1 (i,j-1) (i-1, j-1) uk-2 Cỏc d liu vo (E, R) lut c bn luụn luụn c ỏnh x n d liu uk uk-1 vo tng i (e*,r*) IC(i,j) theo cụng thc: E = iA+ e* (i = ., -1, 0, 1, ) (4.39) R= jA + e* (j = ., -1, 0, 1, ) (4.40) k-1 k B k+1 B Tt c cỏc thao tỏc m bao gm M hoỏ, Suy din m v Gii m u cú th c thc hin ụ suy lun IC u uk-1 uk uk+1 Hỡnh 4.21 S hỡnh thnh ụ suy lun t lut hp thnh d Cỏc thao tỏc m ụ suy lun Trong ụ suy lun ta cú th thc hin cỏc thao tỏc m nh: M hoỏ, suy din m v gii m S dng phng phỏp suy lun Max-Min ca Mamdani, cỏc thao tỏc ú c trỡnh by nh sau: * M hoỏ: T cỏc biu thc biu thc (4.39) v (4.40) ta thy mt ụ IC(i, j), cỏc u vo (E, R) c xỏc nh bi (e*, r*) vi cỏc giỏ tr hm liờn thuc ca e* l i i , cỏc giỏ tr hm liờn thuc ca r* l j j1 Vỡ luụn tn ti quan h i i v j j1 ú giỏ tr cỏc hm liờn thuc u vo ụ suy lun l: S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -92- -93- Lun thc s e* e* ; i A A r* r* j ; j A A i IC1 i j j+1 IC2 j j i+1 IC3 j j+1 i+1 IC4 i i+1 j+1 Lun thc s u (4.41) r* j , U k Hỡnh 4.22 Kt qu ca phộp ly Max-Min ụ suy lun * Suy din m: l (4.45) k k j1 e Xõy dng biu thc toỏn hc ca b iu khin m i+1, j+1 , U k i, j k u k l IC2 i e*,r* IC1 IC3 Qua cỏc phõn tớch trờn ta thy rng cỏc tớn hiu vo khỏc (e*, r*) cú th IC4 A k = i+j i+1, j i ly Max-Min + Xột vựng IC1: e* 22 , U k Hỡnh 4.23 Cỏc vựng ụ suy lun T (4.41) v bng 4.1 ta cú: e* i j j1 i A 11 T bng (4.1), (4.41) v (4.45) ta cú: (4.42) Hm liờn thuc ca cỏc m u c biu din hỡnh 4.21 vi giỏ 1u k 11 i u k j u k j1 u k l tr u l: (1 uk= k.B (4.43) Ti mi vựng ca ụ suy lun ta thu c cỏc giỏ tr , , (bng 4.2) thụng qua phộp ly Max-Min vi: e* r* r* )(k 1)B (1 )kB A A A(k 1)B B[(k-1)A+e* r * ] e* kB(1 ) A A Với S=E+R =(k-1)A+e* r * ta có: = B 1u k 12 A S kB(11 1) min( i , j ) cho đầu u k l 21 min( i , j ) cho đầu u k+1 T ú ta rỳt ra: 22 min( i , j ) cho đầu u k+1 min( i , j ) cho đầu u k+2 (4.46) l T lut hp thnh c s: Nu E = Ei v R = Rj thỡ U = uk Vi k = f(i, j) = i + j ri trờn cỏc vựng khỏc ca ụ suy lun m t IC1 - IC4, ú l kt qu ca phộp (4.44) u1 m ax(21 , 22 ) 1u k l l B S kB( 11 1) A 11 l B 1S kB(1 ) A B u1 kB (S kA) A u1 * Gii m: Dựng phng phỏp im trng tõm v khai trin Max-Min ta c tớn hiu ra: Tng t vi cỏc ụ suy lun khỏc, cui cựng ta thu c: S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -94- u1 B 1S kB(1 ) A Hoc: u1 B (S kA) kB A -95- Lun thc s (l=1,2,3,4) Lun thc s dy m a m y m b m u c dt (4.47) (4.51) Tớn hiu iu khin: u u c y vi sai s y y m (4.48) Biu thc cha tham s iu chnh Ta cn tỡm c cu thớch nghi iu e * 1 (1 i ) (2 ) A e * 1 (1 j ) (2 ) A * (1 )1 (1 e )1 i A * (1 )1 (1 e )1 j A chnh cỏc tham s v ti giỏ tr mong mun cho sai s tin ti tỡm c cu thớch nghi ny ta cú th dựng lý thuyt n nh Lyapunov hoc dựng phng phỏp Gradient sau: (4.49) * Lut thớch nghi theo Lyapunov: Gi thit b > v chn hm Lyapunov cú dng: 1 2 V(, , ) b2 a a m b1 b m b b S E R K1 (e r) (k 1)A e* r * thỡ theo lut iu chnh cỏc tham s 1, cho l: k=i+j l (l=1,2,3,4) l tham s phi tuyn vựng IC1 d1 uc ; dt Ta thy iu khin m vi lut hp thnh tuyn tớnh thc s l iu khin phi kI, v u K Giỏ tr danh nh ca cỏc h s khuch i u vo k I v cú th xỏc nh theo phng phỏp ca H.X.Li Thụng thng vic xỏc nh h s khuch (4.52) Nu ch cú mt tham s bin thiờn, lut iu chnh thớch nghi tham s tr tuyn nh biu thc (4.48) Nú s tr thnh iu khin tuyn tớnh trng thỏi cõn bng Trong biu thc (4.48) ta cn phi xỏc nh cỏc h s khuch i t l u vo d2 y dt thnh: d1 uc dt (4.53) i u K ỳng l rt khú khn * Lut thớch nghi theo Gradient: 4.2.4 XY DNG C CU THCH NGHI THEO Mễ HèNH MU CHO B Gi thit l mt vect tham s cn c xỏc nh v ph thuc gia sai IU KHIN M lch u ca i tng (y) v u ca mụ hỡnh (ym) Tiờu chun sai lch ỏp 4.2.4.1 H iu khin thớch nghi theo mụ hỡnh mu (MRAS) dựng lý thuyt ng ca h c chn: thớch nghi kinh in J() Xột mt i tng kinh in c mụ t bi phng trỡnh: dy ay bu dt thỡ quy lut iu chnh (4.50) Mụ hỡnh mu cú phng trỡnh: S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn (4.54) theo hng Gradient ca J l: d J y dt S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn (4.55) http://www.lrc-tnu.edu.vn -96- -97- Lun thc s Trong iu khin thớch nghi kinh in núi chung khụng cn mt mụ hỡnh Lun thc s hỡnh hiu chnh trc (FMRAFC- Feedforward Model Reference Adaptive Fuzzy mu hon ho Tuy nhiờn s sai khỏc gia mụ hỡnh mu v i tng cng nh tớnh Controller) phi tuyn ca nú ch nm gii hn no ú, nu quỏ gii hn ny b iu chnh 4.2.4.3 S iu khin thớch nghi m theo mụ hỡnh mu (MRAFC) s khụng lm vic hiu qu na khc phc nhc im ú, ta s dng h iu Xột cu trỳc iu khin m theo mụ hỡnh mu c biu din trờn hỡnh 4.25 khin m thớch nghi theo mụ hỡnh mu Trong ú: i tng iu khin cú hm truyn G, mụ hỡnh mu cú hm 4.2.4.2 iu chnh thớch nghi h s khuch truyn Gm, b iu khin m bao gm b iu khin m c bn kt hp vi b T i u b iu khin m Tớn hiu u ca b iu khin m e F U K khuch i K Cn phi tỡm quy lut iu chnh h s K cho sai lch gia mụ hỡnh vỏ i tng tin n (0) (4.47) c vit: U1 B 1S kB(l ) A U1 Trong ú: e vi I dt X - B K I ( I)e kB(l ) F.e T A + K K U i tng G y FLC B B 1S K I ( I) A A T kB(1 ) F Hỡnh 4.25 MRAFC iu chnh h s khuch i u Xp x (3.48) thnh mt hng s, h thng vũng kớn xung quanh B iu khin m u vo biu thc (4.47) vi h s khuch i u trng thỏi cõn bng tr thnh tuyn tớnh vi phng trỡnh ca vũng kớn l: K, cú th c biu din nh l F.e cng thờm mt gii hn tr T nh biu thc y KFG Uc KFG (4.57) V (s) y KFC e e G m K K KFG K K (4.58) (4.56) (hỡnh 4.13) gii hn tr T s tin ti h thng tin n im cõn bng U = K(T + Fe) T Uc ta cú: - C cu thớch nghi Vi thụng s phi tuyn Thay S = E + R = K1(+I)e ym Mụ hỡnh mu Gm Hỡnh 4.24 B iu khin m vi h s khuch i u K (4.56) Ta ỏp dng phng phỏp Lyapunov v phng phỏp Gradient chnh nh Gi thit y tin n ym thỡ ta cú th xp x thớch nghi h s khuch i u K ca b iu khin m Quỏ trỡnh iu chnh KFG G m Khi ú quy lut KFG c thc hin theo cu trỳc chớnh c gi chung l iu khin thớch nghi m iu chnh thớch nghi cho h s khuch i u ca FLC cú th xỏc nh t theo mụ hỡnh mu (MRAFC) (Model Reference Adaptive Fuzzy Controller) Ta tin (4.55): hnh kho sỏt s phn hi u v s iu khin thớch nghi m theo mụ S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn dK e G m dt K S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn (4.59) http://www.lrc-tnu.edu.vn -98- -99- Lun thc s xột n nh ca s trờn, ta chn hm Lyapunov: V = 1/2 dK ym dt (theo Lyapunov) (4.63) nờn cu trỳc thớch nghi ny chu ng tt i vi gii hn ln sai lch gia mụ hỡnh v i tng Trong thc t nú ch cn mt mụ hỡnh xp x gn ỳng t vớ d mụ hỡnh mu bc nht: G m 4.2.4.4 S iu khin thớch nghi m kiu truyn thng (FMRAFC) Cu trỳc ca b iu khin thớch nghi m c biu din trờn hỡnh 4.26 S bm cng cú th ỏp dng cho phn ln cỏc i am s tng iu khin ny c gi l s thớch nghi m truyn thng (Feedforward Model 4.2.5 THIT K KHI M C BN Reference Adaptive Fuzzy Controller - FMRAFC) 4.2.5.1 S m B m c bn ta s thit k bao gm hai bin trng thỏi m u vo v mt C cu thớch nghi bin m u Mi bin ny li c chia thnh nhiu giỏ tr m (Tp m con) S giỏ tr m trờn mi bin c chn ph ht cỏc kh nng cn thit uc Mụ hỡnh mu Gm cho kh nng iu khin l ln nht ch cn mt s ti thiu cỏc lut iu T ym F + - (4.63) Ta thy hm truyn ca mụ hỡnh khụng cú mt lut thớch nghi (4.62) v ( K ) ( e G )2 V m K t K t H thng n nh Lun thc s K i tng G u y khin m FLC Hỡnh 4.26 Cu trỳc h FMRAFC Trong s ny sai lch gia tớn hiu t v tớn hiu u ca i tng c thay th bng giỏ tr sai lch gia i tng v mụ hỡnh: H s khuch i thớch nghi u ra: y KFC ym KFG (4.60) 4.2.5.2 nh ngha m ym (s) y KFC KFG K K KGF K K (1 KFG)2 K Trong ú: (4.61) ym KFC v gi thit rng y tin n y m thỡ T KFG KFC (4.55) ta rỳt quy lut thớch nghi cho h s khuch i u l: dK dt k Hỡnh4.27 S m c bn * nh ngha cỏc bin ngụn ng vo Bin ngụn ng vo l tớn hiu iu khin ca b iu khin m c th l lng sai lch in ỏp iu khin E v TE l tớch phõn ca sai lch Bin ngụn ng l i lng tỏc ng trc tip hay giỏn tip lờn i tng õy bin ngụn ng l in ỏp iu khin U (theo gradient) S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn (4.62) http://www.lrc-tnu.edu.vn * Xỏc nh giỏ tr vt lý ca cỏc bin ngụn ng vo S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -100- Min giỏ tr vt lý phi bao hm ht cỏc kh nng giỏ tr m bin ngụn ng vo cú th nhn, ta chn: E = [-1; 1] -101- Lun thc s Lun thc s quỏ trỡnh iu khin khụng xut hin cỏc l trng Ta chn cỏc hm liờn thuc hỡnh tam giỏc * Ri rc húa m (V) phõn gii ca cỏc di tr ph thuc c chn trc hoc l cho cỏc nhúm TE = [-2; ] (Vs) iu khin m loi du phy ng (cỏc s dj biu din di dng du phy ng cú U = [-78; 78] (V) * S lng m chớnh xỏc n) hoc nguyờn ngn (giỏ tr ph thuc l cỏc s nguyờn cú ph S lng m thng i din cho s trng thỏi ca bin ngụn ng vo ra, thuc l cỏc s cú di byte hoc theo byte) Phng phỏp ri rc húa s l yu thng nm khong n 10 giỏ tr Nu s lng giỏ tr ớt hn thỡ khụng t quyt nh chớnh xỏc v tc b iu khin thc hin c vỡ vic ly vi phõn, nu nhiu hn thỡ ngi khú cú kh nng 4.2.5.3 Xõy dng cỏc lut iu khin NuThỡ bao quỏt, vỡ ngi phi nghiờn cu y ng thi phõn bit khong n Vi m ca mi bin u vo, ta xõy dng c 7x7 = 49 lut iu phng ỏn khỏc v cú kh nng lu tr thi gian ngn i vi i khin Cỏc lut iu khin c biu din di dng mnh IF THEN Cỏc lut tng ny ta chn cỏc giỏ tr nh sau: iu khin ny c xõy dng theo nguyờn tc sau: E = {AL, AV, AN, K, DN, DV, DL} - Sai lch cng ln thỡ tỏc ng iu khin cng ln TE = {AL, AV, AN, K, DN, DV, DL} - Tớch phõn sai lch cng ln thỡ tỏc ng iu khin cng ln U = {AL, AV, AN, K, DN, DV, DL} If (input1 is AL) and (input2 is AL) then (output1 is AL) (1) AL: m ln If (input1 is AV) and (input2 is AL) then (output1 is AL) (1) AV: m va If (input1 is AN) and (input2 is AL) then (output1 is AL) (1) AN: m nh If (input1 is K) and (input2 is AL) then (output1 is AL) (1) K: Khụng If (input1 is DN) and (input2 is AL) then (output1 is AV) (1) If (input1 is DV) and (input2 is AL) then (output1 is AN) (1) If (input1 is DL) and (input2 is AL) then (output1 is K) (1) If (input1 is AL) and (input2 is AV) then (output1 is AL) (1) õy l giai on rt quan trng, vỡ cỏc quỏ trỡnh lm vic ca b iu khin If (input1 is AV) and (input2 is AV) then (output1 is AL) (1) m ph thuc rt nhiu vo dỏng ca hm liờn thuc Mc dự khụng cú mt chun 10 If (input1 is AN) and (input2 is AV) then (output1 is AL) (1) mc no cho vic la chn nhng thụng thng cú th chn hm liờn thuc cú dng 11 If (input1 is K) and (input2 is AV) then (output1 is AV) (1) 12 If (input1 is DN) and (input2 is AV) then (output1 is AN) (1) 13 If (input1 is DL) and (input2 is AV) then (output1 is DN) (1) Trong ú: DN: Dng nh DV:Dng va DL: Dng ln * Xỏc nh dng hm liờn thuc hỡnh hc n gin nh hỡnh thang, hỡnh tam giỏc Cỏc hm liờn thuc phi cú ph lờn ng thi hp ca cỏc liờn thuc phi ph kớn giỏ tr vt lý S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -102- -103- Lun thc s Lun thc s 14 If (input1 is AL) and (input2 is AN) then (output1 is AL) (1) 39 If (input1 is DN) and (input2 is DV) then (output1 is DL) (1) 15 If (input1 is AV) and (input2 is AN) then (output1 is AL) (1) 40 If (input1 is DV) and (input2 is DV) then (output1 is DL) (1) 16 If (input1 is AN) and (input2 is AN) then (output1 is AV) (1) 41 If (input1 is DL) and (input2 is DV) then (output1 is DL) (1) 17 If (input1 is K) and (input2 is AN) then (output1 is AN) (1) 42 If (input1 is AL) and (input2 is DL) then (output1 is K) (1) 18 If (input1 is DN) and (input2 is AN) then (output1 is K) (1) 43 If (input1 is AV) and (input2 is DL) then (output1 is DN) (1) 19 If (input1 is DV) and (input2 is AN) then (output1 is DN) (1) 44 If (input1 is AN) and (input2 is DL) then (output1 is DV) (1) 20 If (input1 is DL) and (input2 is AN) then (output1 is DV) (1) 45 If (input1 is K) and (input2 is DL) then (output1 is DL) (1) 21 If (input1 is AL) and (input2 is K) then (output1 is AL) (1) 46 If (input1 is DN) and (input2 is DL) then (output1 is DL) (1) 22 If (input1 is AV) and (input2 is K) then (output1 is AV) (1) 47 If (input1 is DV) and (input2 is DL) then (output1 is DL) (1) 23 If (input1 is AN) and (input2 is K) then (output1 is AN) (1) 48 If (input1 is DL) and (input2 is DL) then (output1 is DL) (1) 24 If (input1 is K) and (input2 is K) then (output1 is K) (1) 49 If (input1 is DV) and (input2 is AV) then (output1 is K) (1) 25 If (input1 is DN) and (input2 is K) then (output1 is DN) (1) 26 If (input1 is DV) and (input2 is K) then (output1 is DV) (1) T cỏc lut iu khin ta cú th dựng cỏc lut hp thnh Max-Min, 27 If (input1 is DL) and (input2 is K) then (output1 is DL) (1) Max-Prod hay cỏc lut hp thnh khỏc tỡm hm liờn thuc hp thnh ca m 28 If (input1 is AL) and (input2 is DN) then (output1 is AV) (1) 29 If (input1 is AV) and (input2 is DN) then (output1 is AN) (1) 30 If (input1 is AN) and (input2 is DN) then (output1 is K) (1) 31 If (input1 is K) and (input2 is DN) then (output1 is DN) (1) 32 If (input1 is DN) and (input2 is DN) then (output1 is DV) (1) 33 If (input1 is DV) and (input2 is DN) then (output1 is DL) (1) 34 If (input1 is DL) and (input2 is DN) then (output1 is DL) (1) 35 If (input1 is AL) and (input2 is DV) then (output1 is AN) (1) 36 If (input1 is AV) and (input2 is DV) then (output1 is K) (1) 37 If (input1 is AN) and (input2 is DV) then (output1 is DN) (1) 38 If (input1 is K) and (input2 is DV) then (output1 is DV) (1) S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 4.2.5.4 Chn lut hp thnh u õy ta chn lut hp thnh Max-Min, ta cú kt qu nh sau: Hỡnh 4.28 Cỏc lut hp thnh S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -104- -105- Lun thc s Lun thc s khin m, song b iu khin thớch nghi h s khuch i u K thay i theo 4.2.5.5 Gii m T hm liờn thuc hp thnh ca m u ra, ta cú th dựng phng lut Lyapunov phỏp gii m thớch hp xỏc nh rừ u ca b gii m Phng phỏp gii m c chn cng gõy nh hng n phc v trng thỏi lm vic ca ton b h thng Thng thit k h thng iu khin m, gii m bng phng phỏp Out1 In1 Out1 trng tõm hay trung bỡnh õm cú nhiu u im hn c, vỡ lỳc ú kt qu u cú s gia tri dat In1 Out1 In1Out1 Scope In2 0.13s+1 DK vi tri goc canh tuabin va luong Mo thich nghi tham gia y ca tt c cỏc lut iu khin õy gii m bng phng phỏp trng tõm, ta cú kt qu hp thnh v gii m nh hỡnh v: mo hinh mau Hỡnh 4.30 S mụ phng h thng iu khin cỏnh giú tuabin vi b iu khin m thớch nghi 1 s 3.2 In1 5.8 s In2 1.1 Hỡnh 4.29 Quan h vo ca b iu khin m s Out1 Fuzzy Logic Controller with Ruleviewer Hỡnh 4.31 S ca b iu khin m thớch nghi 4.2.6 S Mễ PHNG H THNG IU KHIN S DNG B IU 0.25 KHIN M THCH NGHI Theo nghiờn cu trờn, tc giú thay i thỡ tc ca tuabin cng 0.2 thay i theo v n nh c tc quay ca tuabin ta cn phi cú b iu 0.15 khin thay i c thụng s phự hp vi s thay i ca tc giú Vi b iu 0.1 khin thớch nghi kinh in v c bn cng ó ỏp ng c phn no yờu cu ú 0.05 Tuy nhiờn ta thay i giỏ tr t tc quay ca tuabin quỏ trỡnh lm vic thỡ b iu khin thớch nghi kinh in khụng ỏp ng c yờu cu cht lng ng ca quỏ trỡnh iu khin khc phc hin tng ú, tỏc gi xut phng ỏn s 0 10 12 Hỡnh 4.32 S thay i ca h s khuch i u K theo lut Lyapunov dng b iu khin m thớch nghi B iu khin thớch nghi c thit k t b iu S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -106- -107- Lun thc s Lun thc s 1.6 1.6 1.4 1.2 1.5 1.4 0.8 0.6 B iu khin thớch nghi kinh in 1.3 B iu khin m thớch nghi 1.1 1.2 0.4 0.2 0 thi gian(s) 10 12 0.9 Hỡnh 4.33 Kt qu mụ phng h thng vi b iu khin thớch nghi kinh in 0.8 2.5 1.6 3.5 4.5 5.5 6.5 1.4 Nhn xột: 1.2 Sau a b iu khin m thớch nghi vo thay th b iu khin thớch 0.8 nghi kinh in, t kt qu mụ phng trờn phn mm Matlab ta thy s dng b iu 0.6 khin m thớch nghi t cht lng ng tng lờn rừ rt, tc quay ca tuabin bỏm 0.4 theo giỏ tr t mt cỏch nhanh chúng 0.2 0 thi gian(s) 10 KấT LUN VA KIấN NGHI 12 Hỡnh 4.34 Kt qu mụ phng h thng vi b iu khin m thớch nghi Kt lun 1.6 Sau thỏng nghiờn cu ti liu cn g nh ti m hiờu thc tờ tac gia a hon thnh nhng ni dung cụng vic c th ca lun nh sau: 1.4 1.2 Tỡm hiu lch s phỏt trin ngun nng lng giú v cỏc mỏy phỏt in chy bng sc giú 0.8 Phõn tớch khớ ng lc hc cỏnh giú ca tuabin giú trc ng v xỏc nh gúc cỏnh iu khin Nghiờn cu v thit k c b iu khin m thớch nghi iu khin cỏnh 0.6 0.4 giú ca tuabin giú trc ng Kt qu mụ phng cho thy s dng b iu khin 0.2 0 thi gian(s) 10 12 Hỡnh 4.35 Kt qu mụ phng h thng vi b iu khin thớch nghi kinh in v m thớch nghi S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn thớch nghi kinh in thỡ tc ca tuabin cũn dao ng quỏ trỡnh thay i tc quay ca tuabin Vi b iu khin m thớch nghi cht lng ng ca h S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -108- -109- Lun thc s thng tng lờn rừ rt, ớt dao ng, h thng lm vic n nh Vỡ vy vic ỏp dng b iu khin m thớch nghi iu khin cỏnh giú ca tuabin giú trc ng nhm n nh tc quay ca tuabin theo yờu cu v m bo cht lng ng ca h thng, ú l mt hng nghiờn cu cú th phỏt trin ngun nng lng sch tng lai Kin ngh Vic phỏt trin ngun nng lng giú nc ta hin l mt cũn tng i mi m, vic nghiờn cu nú cũn nhiu hn ch bin i nng lng giú thnh in nng t hiu qu cao thỡ vic s dng cỏc tuabin giú vi b iu khin hp lý l rt quan trng Trong lun ny tụi s dng b iu khin m thớch nghi iu khin cỏnh giú ca tuabin trc ng nhm nõng cao hiu sut chuyn i nng lng giú v n nh tc quay ca tuabin theo yờu cu Tuy nhiờn chỳng ta cú th s dng nhiu b iu khin khỏc nhau, nu cú iu kin tụi cú th tin hnh nghiờn cu thit k v ng dng thay th bng nhng b iu khin thụng minh khỏc nh: b iu khin m noron Ngoi nu cú iu kin tụi cú th nghiờn cu iu khin cỏnh giú ca tuabin gn vi iu khin cụng sut mỏy phỏt cho phự hp vi yờu cu ca ph ti Lun thc s TI LIU THAM KHO A Ting Vit [1] Nguyn nh Hin, Li Khc Lói (2007), H m v nron k thut iu khin, NXB Khoa hc t nhiờn v cụng ngh, H Ni [2] Li Khc Lói (2007), ng dng h m - nron nhn dng h phi tuyn nhiu chiu, Tp Khoa hc & Cụng ngh cỏc trng i hc k thut (s 60) [3] Li Khc Lói, Xõy dng h iu khin thụng minh iu khin i tng phi tuyn khú mụ hỡnh hoỏ, ti NCKH cp b nm 2002; Mó s: B2002.02.03 [4] Li Khc Lói, Nghiờn cu ng dng h m + N ron iu khin chuyn ng nhiu trc, ti NCKH cp b nm 2004; Mó s: B2004 [5] Li Khc Lói; Mt thut toỏn thit k b iu khin thụng minh v ng dng, Tuyn cỏc bỏo cỏo khoa hc Hi ngh ton quc ln th v t ng hoỏ 4/2005, Tr 306-311 [6] Phan Xuõn Minh & Nguyn Doón Phc (2006), Lý thuyt iu khin m, nh xut bn Khoa hc v K thut, H Ni [7] Nguyn Thng Ngụ (2006), Lý thuyt iu khin t ng, nh xut bn Khoa hc v K thut, H Ni [8] Nguyn Doón Phc, Phan Xuõn Minh & Hỏn Thnh Trung (2003), Lý thuyt iu khin phi tuyn, nh xut bn Khoa hc v K thut, H Ni [9] Nguyn Vn May (2005), Bm, qut, mỏy nộn, Nxb Khoa hc v K thut, H Ni [10] Nguyn Thng Ngụ (1999), Lý thuyt iu khin t ng hin i, nh xut bn Khoa hc v K thut, H Ni S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -110- Lun thc s H thng x1(t)xp(t ) B Ting Anh -111- Lun thc s [14] ArmstrongB.and AminB (1996), PID control in the presence of static [1] Thomas Ackerman (2005), Wind Power in Power Systems, John Wiley and friction: Acomparison of Algebraic and describing function analysis, Milwaukee Sons, Ltd [15] RmstrongB.and AminB (1994), PID control in the presence of static [2] Sandra Eriksson (2008), Direct Driven Generators for Vertical Axis Wind friction:Exact and describing function analysis, Milwaukee Turbines, Uppsala University, Sweden [16] LinC., YuT and FengXu (1996), Fuzzy control of a nonlinear pointing test [3] Dộsirộ Le Gouriộrốs (1982), Wind power plants Theory and Desig, bed with backlash and friction, Kobe Pergamon Press [17] DhaouadiR.,KuboK.and TobiseM (1994), Analysis and compensation of [4] Morten H Hansen, Anca Hansen, Torben J Larsen, Stig ỉye,Poul Sứrensen speed drive systems with torsional loads and Peter uglsang (2005), Control design for a pitch-regulated, variable speed [18] HSUJ and MeyerA (1968), Modern Control Principles and Applications, wind turbine McGraw-Hill, NewYork [5] Fernando D Bianchi, Hernỏn De Battista and Ricardo J Mantz (2006), Wind Turbine Control Systems, Department of Electrical Engineering National University of La Plata, Argentina [6] Gary L Johnson (2001), Wind energy systems, Manhattan, KS [7] Erich Hau Springer (2005), Wind turbine [8] John F Walker, and Nicholas Jenkins (1997), Wind Energy technology, John Wiley and Sons, Ltd [9] Springer (1997), Wind Energy [10] Robert Mikkelsen (2003), Actuator Disc Methods Applied to Wind Turbines, Technical University of Denmark DK-2800 Lyngby, Denmark [11] George Ellis, Cures for Mechanical Resonance in Industrial Servo Systems, A Danaher Motion Company, USA [12] George Ellis, Robert D Lorenz (2000), Resonant Load Control Methods for Industrial Servo Drives, IEEE Industry Applications Society, Annual Meeting, Rome, Italy [13] Koji Sugiura and Yoichi Hori (1996), Vibartion Suppression in 2-and Mass System Based on the Feedback of Imperfect Derivative of the Estimated Torsional Torque, IEEE, Vol 43, No S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÁNH GIÓ CỦA TUABIN TRỤC ỨNG phận cảm biến nhận được tín hiệu, chuyển tín hiệu đó đến bộ điều khiển, bộ điều 2.2.1 Lý luận chung khiển so sánh với tốc độ quay quy định, phát tín hiệu đến động cơ điều khiển cánh Nhược điểm của các tuabin gió nói chung và tuabin gió trục ứng nói riêng gió, động cơ thay đổi góc cánh tuabin để giảm bề mặt hứng gió; khi tốc độ gió là khi tốc độ gió thay... Khối bộ điều khiển: có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu điều khiển theo yêu cầu đổi thì tốc độ của tuabin cũng thay đổi theo Như vậy tốc độ gió ở đây được coi là cho khối điều khiển cánh gió, bộ điều khiển có thể sử dụng các bộ điều khiển kinh nhiễu tác động vào hệ thống Vậy nhiệm vụ của bộ điều khiển là điều khiển hệ điển như PID, thích nghi hoặc các bộ điều khiển thông minh như mờ, thích nghi thống để khi... thường nghi ng so với hướng của tốc độ tương đối, và được cho bởi biểu thức: KHIỂN CÁNH GIÓ CỦA TUABIN TRỤC ỨNG 2.1 KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC TUABIN GIÓ F 2.1.1 Động lực học cánh gió tuabin Cánh gió là một bộ phận không thể thiếu trong một tuabin gió cho dù đó là 1 CrSV 2 2 Với:  là tỷ khối của không khí dây cung AB với chiều dài của cánh động năng của tuabin thông qua động lực học của gió tác dụng lên cánh tuabin. .. khối phản hồi có luật điều khiển thích nghi có thể là gián tiếp hoặc trực của điều khiển mờ Tuy nhiên để tổng hợp được bộ điều khiển mờ theo một logic tiếp để các sai số điều khiển tiệm cận về 0 Ưu điểm của phương pháp là đơn giản chặt chẽ và tổng hợp các bộ điều khiển mờ nâng cao như mờ thích nghi, mờ - hóa thiết kế nhờ việc tuyến tính hoá Tuy nhiên, nó chưa khảo sát hệ khi điều khiển noron… vẫn còn... sỹ Tuabin gió trục ứng là loại ít phổ biến của tuabin gió hiện nay, tuy nhiên nó có ƣu điểm là bình đẳng với mọi hƣớng gió mà không cần đuôi Gearbox Hộp số dẫn hƣớng nhƣ loại tuabin gió trục ngang Ngoài ra, BộSoft khởi động starter mềm MF IG tuabin gió trục ứng trong quá trình vận hành sản Transformer Máy biến áp xuất điện ít gây tiếng ồn hơn loại trục ngang Một số nghi n cứu đƣa ra loại tuabin trục. .. cơ gió lý tưởng Trong thực tế có 3 nhân tố làm Tuabbin gió trong luận văn nghi n cứu là tuabin trục ứng gồm 5 giảm nhỏ hệ số công suất cực đại: cánh có biên dạng phẳng hình chữ nhật 1- Phía sau tuabin gió tồn tại dòng xoáy Để xác định góc cánh điều khiển 2- Số cánh của tuabin gió là có hạn 3- Tỷ số Cd/Cl không bằng 0 ta đi phân tích động lực học của cánh gió Với Cl là hệ số nâng, Cd là hệ số cản tuabin. .. năng của gió thành cơ năng, từ cơ năng có thể biến đổi thành điện năng nhờ máy phát điện- Máy phát điện dùng sức gió Tuabin gió có nhiều loại khác nhau nhƣng chủ yếu đƣợc chia làm hai nhóm chính phụ thuộc vào cánh đón gió của nó: tuabin gió trục ngang và tuabin gió trục ứng Trong luận văn đề cấp đến loại tuabin gió trục ứng chi phí xây dựng một trạm điện gió Việc bảo quản một trạm điện gió cũng đơn... của cánh gió và cách xác định góc cánh điều khiển cho tuabin trục ứng tiêu khác của dây chuyền công nghệ… Chất lượng của hệ thống điều khiển tự động được đánh giá bởi tính ổn định Trong chương này tác giả đã nghi n cứu được các lực tác dụng lên cánh gió và các chỉ tiêu khác của quá trình xác lập và quá độ Ổn định mới chỉ là chỉ tiêu nói gồm lực nâng cánh có tác dụng làm quay tuabin và lực cản cánh. .. Mô hình tuabin gió trục ứng 5 cánh  - mật độ không khí (kg/m3) Hướng gió V - vận tốc dòng không khí (gió) không bị nhiễu loạn (m/s) 2 A - Diện tích hình chiếu của cánh (diện tích hứng gió) (m )  W  V   U    Fl - Lực nâng (N) Fd - Lực cản (N)  Như vậy, khi thay đổi diện tích bề mặt hứng gió của cánh tuabin, thì hiệu Chiều quay tuabin  U ht  suất sử dụng năng lượng gió của tuabin thay... độ gió thay đổi thì tốc độ của tuabin vẫn được ổn định trong một mờ giới hạn cho phép nào đó Khối điều khiển cánh gió: có nhiệm vụ thay đổi góc cánh của 5 cánh tuabin theo tín hiệu đặt yêu cầu, gồm có 5 hệ thống điều khiển vị trí góc độc lập cho 5 cánh Từ đó ta có thể thấy tốc độ của tuabin n là một hàm của các góc cánh điều khiển và tốc độ gió, tức là n = f(i, V) = K(1 + 2 + 3 + 4 + 5) của tuabin