Nghiên cứu ứng dụng điều khiển mờ thích nghi để điều khiển cánh gió tuabin trục đứng

Header Page of 126 I HC THI NGUYấN CNG HO X HI CH NGHA VIT NAM TRNG HKT CễNG NGHIP c lp - T - Hnh phỳc -*** - THUYT MINH LUN VN THC S K THUT TI 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 KHOA T SAU I HC CB HNG DN PGS.TS Li Khc Lói S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 126 HC VIấN Nguyn Vn Hunh http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP *** LUN VN THC S K THUT NGHIấN CU NG DNG IU KHIN M THCH NGHI IU KHIN CNH GIể TUABIN TRC NG Ngnh: T NG HểA Mó s: Hc viờn: NGUYN VN HUNH Ngi HD Khoa hc: PGS.TS LI KHC LI THI NGUYấN 2009 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP *** LUN VN THC S K THUT NGNH: T NG HO NGHIấN CU NG DNG IU KHIN M THCH NGHI IU KHIN CNH GIể TUABIN TRC NG NGUYN VN HUNH THI NGUYấN 2009 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 -1- Lun thc s LI CAM OAN 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 Cụng nghip Thỏi Nguyờn Hin ang cụng tỏc ti khoa in - Trng i hc K thut Cụng nghip Thỏi Nguyờn 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 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 Thỏi Nguyờn, ngy 31 thỏng nm 2009 Tỏc gi lun Nguyn Vn Hunh S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 -2- Lun thc s LI CM N Sau sỏu thỏng nghiờn cu, lm vic khn trng, c s ng viờn, giỳp v hng dn tn tỡnh ca thy giỏo hng dn nh giỏo u tỳ PGS.TS Li Khc Lói, lun vi ti Nghiờn cu ng dng iu khin m thớch nghi iu khin cỏnh giú tuabin trc ng ó hon thnh Tỏc gi xin by t lũng bit n sõu sc n: Thy giỏo hng dn PGS.TS Li Khc Lói ó tn tỡnh ch dn, giỳp tỏc gi hon thnh lun ny Khoa o to Sau i hc, cỏc thy giỏo, cụ giỏo thuc b mụn K thut in Khoa in - Trng i hc K thut Cụng nghip Thỏi Nguyờn ó giỳp tỏc gi sut quỏ trỡnh hc cng nh quỏ trỡnh nghiờn cu thc hin lun 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 Tỏc gi lun Nguyn Vn Hunh S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 -3- Lun thc s MC LC Ni dung Trang Trang ph bỡa Li cam oan Li cm n Mc lc Danh mc cỏc hỡnh v, th CHNG M U 11 Lý chn ti 11 Mc ớch ca ti 12 i tng v phm vi nghiờn cu 12 í ngha khoa hc v thc tin ca ti 13 Cu trỳc ca lun 13 Chng 1: TNG QUAN V NNG LNG GIể V MY PHT IN SC GIể 14 1.1 ễI NẫT V LCH S NGHIấN CU V PHT TRIN CA MY PHT IN SC GIể 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 Footer Page of 126 26 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 -4- Lun thc s Chng 2: KH NG LC HC CA TUABIN GIể V PHNG PHP IU KHIN CNH GIể CA TUABIN TRC NG 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 TRC NG 32 2.2.1 Lý lun chung 32 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 39 3.1.1 Tng hp b iu khin tuyn tớnh 39 3.1.2 Tng hp b iu khin phi tuyn 39 3.2 LOGIC M V IU KHIN M 41 3.2.1 Khỏi quỏt v lý thuyt iu khin m 41 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 Footer Page of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 -5- Lun thc s cc b (Phng phỏp Gradient) 54 3.3.3 Tng hp h thng iu khin thớch nghi trờn c s n nh 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 3.4 KT LUN CHNG 66 Chng 4: THIT K H THNG IU KHIN CNH GIể 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 4.1.2.1 Tng hp h thng dựng b iu khin PID kinh in 69 4.1.2.2 Tng hp h thng dựng b iu khin thớch nghi kinh 71 in 4.2 TNG HP H THNG S DNG B IU KHIN M THCH NGHI 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 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 Footer Page of 126 76 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 -6- Lun thc s 4.2.3 TNG HP B IU KHIN M THCH NGHI TRấN C S Lí THUYT THCH NGHI KINH IN 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 94 4.2.4.1 H iu khin thớch nghi theo mụ hỡnh mu (MRAS) dựng lý thuyt thớch nghi kinh in 94 4.2.4.2 iu chnh thớch nghi h s khuch i u b iu khin m 96 4.2.4.3 S iu khin thớch nghi m theo mụ hỡnh mu (MRAFC) 97 4.2.4.4 S iu khin thớch nghi m kiu truyn thng (FMRAFC) 98 4.2.5 THIT K KHI M C BN 99 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 4.2.5.4 Chn lut hp thnh 103 4.2.5.5 Gii m 104 4.2.6 S Mễ PHNG H THNG IU KHIN S DNG B IU KHIN M THCH NGHI KấT LUN VA KIấN NGHI 107 TI LIU THAM KHO 110 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 126 104 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 10 of 126 -7- Lun thc s DANH MC CC BNG, HèNH V, TH Hỡnh 1.1 Mụ hỡnh cỏnh giú ti Trung M, cui TK 19 Hỡnh 1.2 Mụ hỡnh ci xay giú xut hin sau TK 13 Hỡnh 1.3 Chic mỏy bm nc chy bng sc giú, phớa Tõy nc M nhng nm 1800 Hỡnh 1.4 Mỏy phỏt in sc giú Charles F.Brush ch to Hỡnh 1.5 Mỏy phỏt Gedser, cụng sut 200kW Hỡnh 1.6 H- rotor Hỡnh 1.7 Tuc bin giú vi tc c nh Hỡnh 1.8 Tuc bin giú vi tc thay i cú b bin i ni trc tip gia stator v li Hỡnh 1.9 Tuabin giú tc thay i s dng MFKBNK Hỡnh 1.10 Bin thiờn ca tc giú v nng lng giú theo thi gian 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 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 2.2 Cỏc lc tỏc dng lờn cỏnh giú Hỡnh 2.3 Tỏc ng ca giú lờn cỏc cỏnh Hỡnh 2.4 Mụ hỡnh tuabin giú trc ng cỏnh Hỡnh 2.5 Phõn tớch ng lc hc cỏnh giú Bng 2.1 Gúc cỏnh iu khin cỏc v trớ khỏc Hỡnh 2.6 Gúc iu khin ca mt cỏnh giú 10 v trớ khỏc 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 Footer Page 10 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 100 of 126 -97- Lun thc s hỡnh hiu chnh trc (FMRAFC- Feedforward Model Reference Adaptive Fuzzy Controller) 4.2.4.3 S iu khin thớch nghi m theo mụ hỡnh mu (MRAFC) Xột cu trỳc iu khin m theo mụ hỡnh mu c biu din trờn hỡnh 4.25 Trong ú: i tng iu khin cú hm truyn G, mụ hỡnh mu cú hm truyn Gm, b iu khin m bao gm b iu khin m c bn kt hp vi b 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) ym Mụ hỡnh mu Gm - C cu thớch nghi e + T Uc X - K K U i tng G y FLC 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 trng thỏi cõn bng tr thnh tuyn tớnh vi phng trỡnh ca vũng kớn l: y KFG Uc KFG (4.57) V (s) y KFC e e G m K K KFG K K (4.58) Gi thit y tin n ym thỡ ta cú th xp x KFG G m Khi ú quy lut KFG iu chnh thớch nghi cho h s khuch i u ca FLC cú th xỏc nh t (4.55): dK e G m dt K S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 100 of 126 (4.59) http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 101 of 126 -98- Lun thc s xột n nh ca s trờn, ta chn hm Lyapunov: V = 1/22 ( K ) ( e G )2 V m K t K t H thng n nh t 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 ny c gi l s thớch nghi m truyn thng (Feedforward Model Reference Adaptive Fuzzy Controller - FMRAFC) C cu thớch nghi uc Mụ hỡnh mu Gm T ym F + - K i tng G u y 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) ym (s) y KFC KFG K K KGF K K (1 KFG) 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 (theo gradient) S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 101 of 126 (4.62) http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 102 of 126 -99- dK ym dt Lun thc s (theo Lyapunov) (4.63) Ta thy hm truyn ca mụ hỡnh khụng cú mt lut thớch nghi (4.62) v (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 vớ d mụ hỡnh mu bc nht: G m bm cng cú th ỏp dng cho phn ln cỏc i am s tng iu khin 4.2.5 THIT K KHI M C BN 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 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 cho kh nng iu khin l ln nht ch cn mt s ti thiu cỏc lut iu khin m Hỡnh4.27 S m c bn 4.2.5.2 nh ngha m * 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 * Xỏc nh giỏ tr vt lý ca cỏc bin ngụn ng vo S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 102 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 103 of 126 -100- Lun thc s 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] (V) TE = [-2; ] (Vs) U = [-78; 78] (V) * S lng m S lng m thng i din cho s trng thỏi ca bin ngụn ng vo ra, thng nm khong n 10 giỏ tr Nu s lng giỏ tr ớt hn thỡ khụng thc hin c vỡ vic ly vi phõn, nu nhiu hn thỡ ngi khú cú kh nng bao quỏt, vỡ ngi phi nghiờn cu y ng thi phõn bit khong n phng ỏn khỏc v cú kh nng lu tr thi gian ngn i vi i tng ny ta chn cỏc giỏ tr nh sau: E = {AL, AV, AN, K, DN, DV, DL} TE = {AL, AV, AN, K, DN, DV, DL} U = {AL, AV, AN, K, DN, DV, DL} Trong ú: AL: m ln AV: m va AN: m nh K: Khụng DN: Dng nh DV:Dng va DL: Dng ln * Xỏc nh dng hm liờn thuc õy l giai on rt quan trng, vỡ cỏc quỏ trỡnh lm vic ca b iu khin m ph thuc rt nhiu vo dỏng ca hm liờn thuc Mc dự khụng cú mt chun mc no cho vic la chn nhng thụng thng cú th chn hm liờn thuc cú dng 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 Footer Page 103 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 104 of 126 -101- 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 phõn gii ca cỏc di tr ph thuc c chn trc hoc l cho cỏc nhúm iu khin m loi du phy ng (cỏc s dj biu din di dng du phy ng cú chớnh xỏc n) hoc nguyờn ngn (giỏ tr ph thuc l cỏc s nguyờn cú ph thuc l cỏc s cú di byte hoc theo byte) Phng phỏp ri rc húa s l yu t quyt nh chớnh xỏc v tc b iu khin 4.2.5.3 Xõy dng cỏc lut iu khin NuThỡ Vi m ca mi bin u vo, ta xõy dng c 7x7 = 49 lut iu khin Cỏc lut iu khin c biu din di dng mnh IF THEN Cỏc lut iu khin ny c xõy dng theo nguyờn tc sau: - Sai lch cng ln thỡ tỏc ng iu khin cng ln - Tớch phõn sai lch cng ln thỡ tỏc ng iu khin cng ln If (input1 is AL) and (input2 is AL) then (output1 is AL) (1) If (input1 is AV) and (input2 is AL) then (output1 is AL) (1) If (input1 is AN) and (input2 is AL) then (output1 is AL) (1) If (input1 is K) and (input2 is AL) then (output1 is AL) (1) 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) If (input1 is AV) and (input2 is AV) then (output1 is AL) (1) 10 If (input1 is AN) and (input2 is AV) then (output1 is AL) (1) 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) S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 104 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 105 of 126 -102- Lun thc s 14 If (input1 is AL) and (input2 is AN) then (output1 is AL) (1) 15 If (input1 is AV) and (input2 is AN) then (output1 is AL) (1) 16 If (input1 is AN) and (input2 is AN) then (output1 is AV) (1) 17 If (input1 is K) and (input2 is AN) then (output1 is AN) (1) 18 If (input1 is DN) and (input2 is AN) then (output1 is K) (1) 19 If (input1 is DV) and (input2 is AN) then (output1 is DN) (1) 20 If (input1 is DL) and (input2 is AN) then (output1 is DV) (1) 21 If (input1 is AL) and (input2 is K) then (output1 is AL) (1) 22 If (input1 is AV) and (input2 is K) then (output1 is AV) (1) 23 If (input1 is AN) and (input2 is K) then (output1 is AN) (1) 24 If (input1 is K) and (input2 is K) 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) 27 If (input1 is DL) and (input2 is K) then (output1 is DL) (1) 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 Footer Page 105 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 106 of 126 -103- Lun thc s 39 If (input1 is DN) and (input2 is DV) then (output1 is DL) (1) 40 If (input1 is DV) and (input2 is DV) then (output1 is DL) (1) 41 If (input1 is DL) and (input2 is DV) then (output1 is DL) (1) 42 If (input1 is AL) and (input2 is DL) then (output1 is K) (1) 43 If (input1 is AV) and (input2 is DL) then (output1 is DN) (1) 44 If (input1 is AN) and (input2 is DL) then (output1 is DV) (1) 45 If (input1 is K) and (input2 is DL) then (output1 is DL) (1) 46 If (input1 is DN) and (input2 is DL) then (output1 is DL) (1) 47 If (input1 is DV) and (input2 is DL) then (output1 is DL) (1) 48 If (input1 is DL) and (input2 is DL) then (output1 is DL) (1) 49 If (input1 is DV) and (input2 is AV) then (output1 is K) (1) 4.2.5.4 Chn lut hp thnh T cỏc lut iu khin ta cú th dựng cỏc lut hp thnh Max-Min, Max-Prod hay cỏc lut hp thnh khỏc tỡm hm liờn thuc hp thnh ca m 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 Footer Page 106 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 107 of 126 -104- Lun thc s 4.2.5.5 Gii m T hm liờn thuc hp thnh ca m u ra, ta cú th dựng phng 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 trng tõm hay trung bỡnh õm cú nhiu u im hn c, vỡ lỳc ú kt qu u cú s 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: Hỡnh 4.29 Quan h vo ca b iu khin m 4.2.6 S Mễ PHNG H THNG IU KHIN S DNG B IU KHIN M THCH NGHI Theo nghiờn cu trờn, tc giú thay i thỡ tc ca tuabin cng thay i theo v n nh c tc quay ca tuabin ta cn phi cú b iu khin thay i c thụng s phự hp vi s thay i ca tc giú Vi b iu khin thớch nghi kinh in v c bn cng ó ỏp ng c phn no yờu cu ú 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 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 Footer Page 107 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 108 of 126 -105- Lun thc s khin m, song b iu khin thớch nghi h s khuch i u K thay i theo lut Lyapunov Out1 In1 Out1 gia tri dat In1 Out1 In1Out1 Scope In2 0.13s+1 DK vi tri goc canh tuabin va luong Mo thich nghi 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 s Out1 Fuzzy Logic Controller with Ruleviewer Hỡnh 4.31 S ca b iu khin m thớch nghi 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 10 12 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 Footer Page 108 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 109 of 126 -106- Lun thc s 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 thi gian(s) 10 12 Hỡnh 4.33 Kt qu mụ phng h thng vi b iu khin thớch nghi kinh in 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 thi gian(s) 10 12 Hỡnh 4.34 Kt qu mụ phng h thng vi b iu khin m thớch nghi 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 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 Footer Page 109 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 110 of 126 -107- Lun thc s 1.6 1.5 1.4 B iu khin thớch nghi kinh in 1.3 B iu khin m thớch nghi 1.1 1.2 0.9 0.8 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 Nhn xột: Sau a b iu khin m thớch nghi vo thay th b iu khin thớch nghi kinh in, t kt qu mụ phng trờn phn mm Matlab ta thy s dng b iu khin m thớch nghi t cht lng ng tng lờn rừ rt, tc quay ca tuabin bỏm theo giỏ tr t mt cỏch nhanh chúng KấT LUN VA KIấN NGHI Kt lun 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: Tỡm hiu lch s phỏt trin ngun nng lng giú v cỏc mỏy phỏt in chy bng sc giú 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 giú ca tuabin giú trc ng Kt qu mụ phng cho thy s dng b iu khin 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 Footer Page 110 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 111 of 126 -108- 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 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 111 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 112 of 126 -109- 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 Footer Page 112 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 113 of 126 -110- Lun thc s B Ting Anh [1] Thomas Ackerman (2005), Wind Power in Power Systems, John Wiley and Sons, Ltd [2] Sandra Eriksson (2008), Direct Driven Generators for Vertical Axis Wind Turbines, Uppsala University, Sweden [3] Dộsirộ Le Gouriộrốs (1982), Wind power plants Theory and Desig, Pergamon Press [4] Morten H Hansen, Anca Hansen, Torben J Larsen, Stig ỉye,Poul Sứrensen and Peter uglsang (2005), Control design for a pitch-regulated, variable speed wind turbine [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 Footer Page 113 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 114 of 126 H thng x1(t)xp(t ) -111- Lun thc s [14] ArmstrongB.and AminB (1996), PID control in the presence of static friction: Acomparison of Algebraic and describing function analysis, Milwaukee [15] RmstrongB.and AminB (1994), PID control in the presence of static friction:Exact and describing function analysis, Milwaukee [16] LinC., YuT and FengXu (1996), Fuzzy control of a nonlinear pointing test bed with backlash and friction, Kobe [17] DhaouadiR.,KuboK.and TobiseM (1994), Analysis and compensation of speed drive systems with torsional loads [18] HSUJ and MeyerA (1968), Modern Control Principles and Applications, McGraw-Hill, NewYork S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 114 of 126 http://www.lrc-tnu.edu.vn ... CỦA TUABIN GIÓ VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÁNH GIÓ CỦA TUABIN TRỤC ỨNG 2.1 KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC TUABIN GIÓ 2.1.1 Động lực học cánh gió tuabin Cánh gió phận thiếu tuabin gió cho dù tuabin trục ứng. .. quay tuabin Đối tƣợng phạm vi nghi n cứu - Hệ thống cánh gió tuabin trục ứng - Khảo sát thông số mô hình tuabin trục ứng - Nghi n cứu lý thuyết để đƣa thuật toán điều khiển - Thiết kế hệ điều khiển. .. hiệu suất sử dụng lƣợng gió cần phải có thiết bị chuyển đổi với điều khiển hợp lý Mục tiêu đề tài nghi n cứu điều khiển mờ thích nghi ứng dụng chúng để điều khiển cách gió tuabin trục ứng nhằm mục