專(zhuān)利名稱(chēng)：采用變結(jié)構(gòu)pid變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的安全可靠的變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)隨著我國(guó)能源需求的迅速增長(zhǎng)，可持續(xù)性發(fā)展理念的提出，風(fēng)電成為獲取 綠色能源的主要途徑之一，得到了國(guó)家的大力扶持。目前，我國(guó)的風(fēng)電機(jī)組正朝著兆瓦級(jí)大 型化的方向發(fā)展，作為直接影響兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定生產(chǎn)的核心技術(shù)-變槳距控 制算法還多采用經(jīng)典PID(比例-積分-微分)控制算法，它對(duì)信號(hào)的采集和處理不夠完善， 算法相對(duì)簡(jiǎn)單，被控發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大，不利于轉(zhuǎn)矩控制，且在大風(fēng)和陣風(fēng)情況下容易發(fā) 生超速故障導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停機(jī)，影響發(fā)電效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的 風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，性能穩(wěn)定可靠，能有效提高了風(fēng)機(jī)的輸出功率，它具有性能優(yōu)越、安全穩(wěn)定 的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其 中，包括變槳距范圍計(jì)算模塊、陣風(fēng)保護(hù)處理模塊、轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊、分段PID調(diào)節(jié)模塊、 變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊和輸出控制模塊，其中所述的變槳距范圍計(jì)算模塊根據(jù)N秒鐘平均風(fēng)速計(jì)算出變槳距范圍，N為正數(shù)；所述的陣風(fēng)保護(hù)處理模塊接收變槳距范圍計(jì)算模塊輸出的變槳距范圍，對(duì)該變槳 距范圍進(jìn)行修正，將修正后的變槳距范圍輸出給所述的輸出控制模塊；所述的轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊接收當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號(hào)與設(shè)定轉(zhuǎn)速信號(hào)，然后進(jìn)行偏差濾波 后輸出信號(hào)給所述的分段PID調(diào)節(jié)模塊；所述的分段PID調(diào)節(jié)模塊對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算變槳距速度，然后將該變 槳距速度輸出給所述的輸出控制模塊；所述的變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊接收槳距位置信號(hào)，計(jì)算變槳距速度的非 線(xiàn)性因數(shù)，然后將該非線(xiàn)性因數(shù)輸出給所述的輸出控制模塊；所述的輸出控制模塊分別接收陣風(fēng)保護(hù)處理模塊輸出的修正后的變槳距范圍、分 段PID調(diào)節(jié)模塊輸出的變槳距速度以及變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊輸出的非線(xiàn)性因 數(shù)，用非線(xiàn)性因數(shù)校正變槳距速度，得到目標(biāo)槳距位置，將該目標(biāo)槳距位置與變槳距范圍進(jìn) 行比較并輸出變槳加速度以及槳距位置。上述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述的轉(zhuǎn)速偏差濾波模 塊采用平均值濾波器和低通濾波器實(shí)現(xiàn)以消除信號(hào)的干擾，所述的平均值濾波器濾除因風(fēng) 機(jī)振動(dòng)導(dǎo)致的編碼器測(cè)量波動(dòng)，所述的低通濾波器濾除機(jī)艙內(nèi)的電磁干擾。上述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述的轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊輸入的轉(zhuǎn)速信號(hào)為轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值編碼器信號(hào)或接近開(kāi)關(guān)的電平信號(hào)，當(dāng)應(yīng)用絕對(duì)值編碼 器采集轉(zhuǎn)速信號(hào)時(shí)，采用平均值濾波器；當(dāng)應(yīng)用接近開(kāi)關(guān)采集轉(zhuǎn)速信號(hào)時(shí)，采用兩個(gè)濾波器 串聯(lián)方式進(jìn)行濾波，即信號(hào)先經(jīng)過(guò)低通濾波處理，然后經(jīng)過(guò)平均值濾波器處理.上述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述的變槳距范圍計(jì)算 模塊根據(jù)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行建模仿真，得到不同風(fēng)速與槳距角范圍的對(duì)應(yīng)表，再應(yīng)用拉格朗日插 值算法求出當(dāng)前風(fēng)速下的變槳距范圍。上述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述的變槳距速度非線(xiàn) 性因數(shù)計(jì)算模塊在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，功率相對(duì)于槳距角的偏微分不為常數(shù)，即不同槳距角對(duì)于 功率的變化率是非線(xiàn)性的，需要非線(xiàn)性因數(shù)加以校正，根據(jù)槳葉特性，計(jì)算得到非線(xiàn)性因數(shù) 表，再通過(guò)插值計(jì)算得到當(dāng)前槳距角對(duì)應(yīng)的非線(xiàn)性因數(shù)，對(duì)變槳距速度加以校正。上述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述的分段PID調(diào)節(jié)模塊 根據(jù)不同負(fù)載采用不同的PID參數(shù)。上述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)出現(xiàn)間歇風(fēng)時(shí)，所述的 陣風(fēng)保護(hù)處理模塊對(duì)變槳距范圍進(jìn)行校正，防止因風(fēng)速回升而導(dǎo)致的風(fēng)輪過(guò)速現(xiàn)象。上述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述的輸出控制模塊在 輸出時(shí)，需要進(jìn)行平均值濾波和過(guò)零點(diǎn)濾波。上述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述的輸出控制模塊輸 出的信號(hào)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為4 20mA電流信號(hào)輸出或者通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)輸出。上述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述的N為10。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是一種應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距控制系統(tǒng)，通過(guò) 對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電的特殊性，優(yōu)化槳距控制算法，得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速控制效果，本 發(fā)明性能穩(wěn)定可靠，其主要功能是將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定于轉(zhuǎn)速設(shè)定值以提高生產(chǎn)效率，并防 止因風(fēng)況惡劣導(dǎo)致的超速事故的發(fā)生，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.安全可靠，不同風(fēng)速下確定變槳距范圍與陣風(fēng)保護(hù)處理相結(jié)合，保證風(fēng)機(jī)在惡 劣風(fēng)況下安全運(yùn)行；2.性能優(yōu)越，有針對(duì)性的數(shù)據(jù)采集處理結(jié)合分段PID控制得到比較良好的控制輸 出，再根據(jù)槳葉的非線(xiàn)性因數(shù)校正，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速更穩(wěn)定的控制；3.對(duì)輸出進(jìn)行處理，有利于延長(zhǎng)變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用壽命；4.模塊化程度高，兼容多型號(hào)風(fēng)機(jī)，可運(yùn)用于1. 25麗、2麗以及3. 6麗風(fēng)機(jī)，只需修 改少許參數(shù)即可；5.接口兼容性好，轉(zhuǎn)速測(cè)量可采用增量型編碼器信號(hào)、絕對(duì)值編碼器SSI信號(hào)、接 近開(kāi)關(guān)電平信號(hào)等?？奢敵鯫 IOV電壓信號(hào)、4 20mA電流信號(hào)、Profibus、CANBus等現(xiàn) 場(chǎng)總線(xiàn)信號(hào)，兼容液壓變槳系統(tǒng)和電伺服變槳系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明槳距控制的目的在于通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速偏差的PID調(diào)節(jié)來(lái)準(zhǔn)確地控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。請(qǐng)參閱圖1，圖中示出了本發(fā)明的一種采用變結(jié)構(gòu)PI D變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系 統(tǒng)，包括變槳距范圍計(jì)算模塊1、陣風(fēng)保護(hù)處理模塊2、轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊3、分段PID調(diào)節(jié)模 塊4、變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊5和輸出控制模塊6，其中變槳距范圍計(jì)算模塊1根據(jù)N秒鐘平均風(fēng)速計(jì)算出變槳距范圍，N為正數(shù)，本實(shí)施 例中N為10，變槳距范圍計(jì)算模塊1根據(jù)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行建模仿真，得到不同風(fēng)速與槳距角范圍 的對(duì)應(yīng)表，再應(yīng)用拉格朗日插值算法求出當(dāng)前風(fēng)速下的變槳距范圍，變槳距范圍計(jì)算模塊1 通過(guò)引入“風(fēng)速-最小槳距角”的二維數(shù)組，根據(jù)當(dāng)前的10秒平均風(fēng)速進(jìn)行拉格朗日線(xiàn)性 插值計(jì)算求得對(duì)應(yīng)的變槳距所允許達(dá)到的最小槳距角。在大風(fēng)和陣風(fēng)情況下，能有效防止 風(fēng)輪過(guò)速事故的發(fā)生。陣風(fēng)保護(hù)處理模塊2接收變槳距范圍計(jì)算模塊1輸出的變槳距范圍，對(duì)該變槳距 范圍進(jìn)行修正，將修正后的變槳距范圍輸出給輸出控制模塊6，當(dāng)出現(xiàn)間歇風(fēng)時(shí)，陣風(fēng)保護(hù) 處理模塊2對(duì)變槳距范圍進(jìn)行校正，防止因風(fēng)速回升而導(dǎo)致的風(fēng)輪過(guò)速現(xiàn)象。轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊3主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集信號(hào)的調(diào)理功能，接收當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號(hào)與 設(shè)定轉(zhuǎn)速信號(hào)，然后進(jìn)行偏差濾波后輸出信號(hào)給分段PID調(diào)節(jié)模塊4，該模塊采用平均值濾 波器和低通濾波器實(shí)現(xiàn)以消除信號(hào)的干擾，平均值濾波器濾除因風(fēng)機(jī)振動(dòng)導(dǎo)致的編碼器測(cè) 量波動(dòng)，低通濾波器濾除機(jī)艙內(nèi)的電磁干擾，轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊3輸入的轉(zhuǎn)速信號(hào)可以是 增量型編碼器信號(hào)或絕對(duì)值編碼器SSI信號(hào)，也可以是接近開(kāi)關(guān)的電平信號(hào)。根據(jù)轉(zhuǎn)速的 采集方式，可靈活處理.應(yīng)用編碼器采集轉(zhuǎn)速信號(hào)，只需平均值濾波器；應(yīng)用接近開(kāi)關(guān)采集 轉(zhuǎn)速信號(hào)，可采用兩個(gè)濾波器串聯(lián)方式，即信號(hào)先經(jīng)過(guò)低通濾波器處理然后經(jīng)過(guò)平均值濾 波器處理.對(duì)于編碼器信號(hào)，機(jī)艙的振動(dòng)是影響測(cè)量的主要因素；對(duì)于電平信號(hào)，電磁干擾 是影響測(cè)量的主要因素。根據(jù)輸入信號(hào)的類(lèi)型，該轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊3可以通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng) 濾波因數(shù)得到良好的數(shù)據(jù)采集結(jié)果。分段PID調(diào)節(jié)模塊4對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算變槳距速度，然后將該變槳距速 度輸出給輸出控制模塊6，分段PID調(diào)節(jié)模塊4根據(jù)不同負(fù)載采用不同的PID參數(shù)，以達(dá)到 良好的控制穩(wěn)定性，該模塊使轉(zhuǎn)速能夠在風(fēng)機(jī)任何狀態(tài)下得到安全平穩(wěn)的控制。當(dāng)風(fēng)機(jī)處 于空轉(zhuǎn)、并網(wǎng)和制動(dòng)三個(gè)不同狀態(tài)時(shí)采用不同的PID參數(shù)。當(dāng)風(fēng)機(jī)處于并網(wǎng)狀態(tài)時(shí)，為保證 轉(zhuǎn)速能夠穩(wěn)定于并網(wǎng)轉(zhuǎn)速區(qū)任何位置上，同樣需要采用不同的PID參數(shù)。針對(duì)“轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩” 曲線(xiàn)中，斜率存在階段性恒定的特性，可將并網(wǎng)狀態(tài)下的PID參數(shù)分為低速區(qū)、過(guò)度區(qū)和恒 轉(zhuǎn)矩區(qū)三組參數(shù)。針對(duì)被控轉(zhuǎn)速的大慣性特點(diǎn)，PID控制中以PD控制為主。由于微分環(huán)節(jié) 對(duì)于干擾信號(hào)有較強(qiáng)的敏感度，為減小干擾信號(hào)對(duì)微分環(huán)節(jié)的影響，采用四點(diǎn)中心差分法。變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊5接收槳距位置信號(hào)，計(jì)算變槳距速度的非線(xiàn)性 因數(shù)，然后將該非線(xiàn)性因數(shù)輸出給輸出控制模塊6，變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊5在進(jìn) 行計(jì)算時(shí)，功率相對(duì)于槳距角的偏微分不為常數(shù)，即不同槳距角對(duì)于功率的變化率是非線(xiàn) 性的，需要非線(xiàn)性因數(shù)加以校正，根據(jù)槳葉特性，計(jì)算得到非線(xiàn)性因數(shù)表，再通過(guò)插值計(jì)算 得到當(dāng)前槳距角對(duì)應(yīng)的非線(xiàn)性因數(shù)，對(duì)變槳距速度加以校正。變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算 模塊5是通過(guò)引入“槳距角-非線(xiàn)性因數(shù)”的二維數(shù)組，根據(jù)當(dāng)前的槳距角位置進(jìn)行拉格朗 日線(xiàn)性插值計(jì)算求得對(duì)應(yīng)的變槳距調(diào)節(jié)非線(xiàn)性因數(shù)，用于變槳距速度的校正。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，由于氣動(dòng)功率相對(duì)于槳距角的偏微分不為常數(shù)，即不同槳距角對(duì)于功 率的變化率是非線(xiàn)性的，為保證在平穩(wěn)的變槳距過(guò)程中得到穩(wěn)定的功率變化率，需要用非 線(xiàn)性因數(shù)對(duì)變槳距速度加以校正。在不同型號(hào)的風(fēng)機(jī)控制器中應(yīng)用本變槳距控制算法，需 要導(dǎo)入該風(fēng)機(jī)槳葉對(duì)應(yīng)的“槳距角-非線(xiàn)性因數(shù)”表。輸出控制模塊6分別接收陣風(fēng)保護(hù)處理模塊2輸出的修正后的變槳距范圍、分段 PID調(diào)節(jié)模塊4輸出的變槳距速度以及變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊5輸出的非線(xiàn)性因 數(shù)，用非線(xiàn)性因數(shù)校正變槳距速度，得到目標(biāo)槳距位置，將該目標(biāo)槳距位置與變槳距范圍進(jìn) 行比較并輸出變槳加速度以及槳距位置，輸出控制模塊6在輸出時(shí)，需要進(jìn)行平均值濾波 和過(guò)零點(diǎn)濾波，防止變槳距執(zhí)行系統(tǒng)頻繁波動(dòng)或換向，延長(zhǎng)變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用壽命，然 后將計(jì)算后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為4 20mA電流信號(hào)輸出或者通過(guò)Profibus、CANBus等現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 輸出，，可供用戶(hù)選擇輸出控制模塊6中，為防止變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)過(guò)度頻繁的換向動(dòng)作或變 速動(dòng)作縮短變槳距機(jī)械的使用壽命，該模塊的輸出加入了平滑處理，包括平均值濾波和過(guò) 零點(diǎn)濾波有效地減小變槳距動(dòng)作的頻次和幅度，并且結(jié)合風(fēng)機(jī)主軸慣性大、風(fēng)速隨機(jī)性波 動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，使轉(zhuǎn)速在設(shè)定點(diǎn)周?chē)臃€(wěn)定。本發(fā)明的工作原理，首先為防止變槳距過(guò)程中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)速，通過(guò)IOs平均風(fēng) 速風(fēng)況下的變槳距范圍的計(jì)算，并通過(guò)陣風(fēng)保護(hù)處理模塊2加以校正；然后通過(guò)實(shí)際轉(zhuǎn)速 與轉(zhuǎn)速設(shè)定值的偏差，分別計(jì)算PID各環(huán)節(jié)的輸出；之后根據(jù)當(dāng)前槳距位置求得變槳非線(xiàn) 性因數(shù)；通過(guò)變槳非線(xiàn)性因數(shù)與分段PID調(diào)節(jié)模塊4的輸出，決定變槳速度和槳距位置設(shè)定 點(diǎn)；最后與當(dāng)前風(fēng)況下的變槳距范圍相比較，輸出槳距位置設(shè)定點(diǎn)。以上實(shí)施例僅供說(shuō)明本發(fā)明之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的 技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
一種采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括變槳距范圍計(jì)算模塊、陣風(fēng)保護(hù)處理模塊、轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊、分段PID調(diào)節(jié)模塊、變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊和輸出控制模塊，其中所述的變槳距范圍計(jì)算模塊根據(jù)N秒鐘平均風(fēng)速計(jì)算出變槳距范圍，N為正數(shù)；所述的陣風(fēng)保護(hù)處理模塊接收變槳距范圍計(jì)算模塊輸出的變槳距范圍，對(duì)該變槳距范圍進(jìn)行修正，將修正后的變槳距范圍輸出給所述的輸出控制模塊；所述的轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊接收當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號(hào)與設(shè)定轉(zhuǎn)速信號(hào)，然后進(jìn)行偏差濾波后輸出信號(hào)給所述的分段PID調(diào)節(jié)模塊；所述的分段PID調(diào)節(jié)模塊對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算變槳距速度，然后將該變槳距速度輸出給所述的輸出控制模塊；所述的變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊接收槳距位置信號(hào)，計(jì)算變槳距速度的非線(xiàn)性因數(shù)，然后將該非線(xiàn)性因數(shù)輸出給所述的輸出控制模塊；所述的輸出控制模塊分別接收陣風(fēng)保護(hù)處理模塊輸出的修正后的變槳距范圍、分段PID調(diào)節(jié)模塊輸出的變槳距速度以及變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊輸出的非線(xiàn)性因數(shù)，用非線(xiàn)性因數(shù)校正變槳距速度，得到目標(biāo)槳距位置，將該目標(biāo)槳距位置與變槳距范圍進(jìn)行比較并輸出變槳加速度以及槳距位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 的轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊采用平均值濾波器和低通濾波器實(shí)現(xiàn)以消除信號(hào)的干擾，所述的平均 值濾波器濾除因風(fēng)機(jī)振動(dòng)導(dǎo)致的編碼器測(cè)量波動(dòng)，所述的低通濾波器濾除機(jī)艙內(nèi)的電磁干 擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述的轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊輸入的轉(zhuǎn)速信號(hào)為轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值編碼器信號(hào)或接近開(kāi)關(guān)的電平 信號(hào)，當(dāng)應(yīng)用絕對(duì)值編碼器采集轉(zhuǎn)速信號(hào)時(shí)，采用平均值濾波器；當(dāng)應(yīng)用接近開(kāi)關(guān)采集轉(zhuǎn)速 信號(hào)時(shí)，采用兩個(gè)濾波器串聯(lián)方式進(jìn)行濾波，即信號(hào)先經(jīng)過(guò)低通濾波處理，然后經(jīng)過(guò)平均值 濾波器處理.
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 的變槳距范圍計(jì)算模塊根據(jù)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行建模仿真，得到不同風(fēng)速與槳距角范圍的對(duì)應(yīng)表， 再應(yīng)用拉格朗日插值算法求出當(dāng)前風(fēng)速下的變槳距范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 的變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，功率相對(duì)于槳距角的偏微分不為常數(shù)， 即不同槳距角對(duì)于功率的變化率是非線(xiàn)性的，需要非線(xiàn)性因數(shù)加以校正，根據(jù)槳葉特性，計(jì) 算得到非線(xiàn)性因數(shù)表，再通過(guò)插值計(jì)算得到當(dāng)前槳距角對(duì)應(yīng)的非線(xiàn)性因數(shù)，對(duì)變槳距速度 加以校正。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 的分段PID調(diào)節(jié)模塊根據(jù)不同負(fù)載采用不同的PID參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)出 現(xiàn)間歇風(fēng)時(shí)，所述的陣風(fēng)保護(hù)處理模塊對(duì)變槳距范圍進(jìn)行校正，防止因風(fēng)速回升而導(dǎo)致的 風(fēng)輪過(guò)速現(xiàn)象。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸出控制模塊在輸出時(shí)，需要進(jìn)行平均值濾波和過(guò)零點(diǎn)濾波。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述的輸出控制模塊輸出的信號(hào)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為4 20mA電流信號(hào)輸出或者通過(guò)現(xiàn) 場(chǎng)總線(xiàn)輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述的N為10。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用變結(jié)構(gòu)PID變槳控制的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括變槳距范圍計(jì)算模塊、陣風(fēng)保護(hù)處理模塊、轉(zhuǎn)速偏差濾波模塊、分段PID調(diào)節(jié)模塊、變槳距速度非線(xiàn)性因數(shù)計(jì)算模塊和輸出控制模塊。本發(fā)明通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速偏差的PID調(diào)節(jié)來(lái)準(zhǔn)確地控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，性能穩(wěn)定可靠，能有效提高了風(fēng)機(jī)的輸出功率，它具有性能優(yōu)越、安全穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F03D7/00GK101900080SQ201010231940
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者孫佳林, 尹正兵, 董祖毅 申請(qǐng)人:上海電氣集團(tuán)股份有限公司