【正文】 1）他們提出的有基于傳統(tǒng)的PID參數(shù)進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。 （3）他們而后將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、非線(xiàn)性魯棒控制應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適用于非線(xiàn)性系統(tǒng)，并且不需要精確的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)自學(xué)習(xí)可以實(shí)現(xiàn)良好的控制效果，但由于控制算法計(jì)算量比較大，不能保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，不能在風(fēng)速整個(gè)變化范圍內(nèi)都取得理想的效果。對(duì)應(yīng)風(fēng)速的兩個(gè)運(yùn)行范圍，設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的控制器，風(fēng)速在切入風(fēng)速和額定風(fēng)速之間變化時(shí)，以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速作為控制輸入量，根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速信號(hào)，由PLC發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化，使得葉尖速比維持在最佳值不變，同時(shí)保持葉片槳矩角為00 ,使得風(fēng)力機(jī)追蹤最佳功率曲線(xiàn)，具有最高的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率。而恒功率控制技術(shù)是當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自身機(jī)械電氣強(qiáng)度的限制，以及電網(wǎng)對(duì)供電品質(zhì)的要求，控制發(fā)電機(jī)輸出功率穩(wěn)定在額定功率左右，這就是恒功率控制。此時(shí)風(fēng)速應(yīng)滿(mǎn)足的條件是達(dá)到切入風(fēng)速并保持一定的時(shí)間，風(fēng)電機(jī)組解除剎車(chē)裝置，由待機(jī)狀態(tài)進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)。第三個(gè)工況為恒功率控制階段。如果機(jī)組處于風(fēng)速高于額定風(fēng)速的恒功率階段，風(fēng)速不斷增大到機(jī)組所能承受的最大風(fēng)速，即切出風(fēng)速，控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)就變成保護(hù)機(jī)組而使機(jī)組安全停機(jī)。所以，在風(fēng)速小于3m/s時(shí)，風(fēng)機(jī)不運(yùn)行，變槳矩系統(tǒng)為順槳狀態(tài)（即槳矩角為900），當(dāng)風(fēng)速大于3m/s小于12時(shí)，風(fēng)機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，變槳系統(tǒng)動(dòng)作，槳矩角迅速調(diào)節(jié)到00，且保持不變。當(dāng)風(fēng)速大于25m/s時(shí)，風(fēng)機(jī)由于機(jī)械部分的原因不得不停機(jī)。通過(guò)伺服電機(jī)內(nèi)部的的位置傳感器將變槳系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)槳矩角精確的測(cè)量出來(lái)，并輸入到PLC的模擬量輸入模塊以實(shí)現(xiàn)PID控制；當(dāng)風(fēng)速大于系統(tǒng)切入風(fēng)速小于額定風(fēng)速時(shí)，將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速作為控制量；當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速小于切出風(fēng)速時(shí)，將發(fā)電機(jī)輸出功率作為控制量。系統(tǒng)還備有緊急供電電源UPS系統(tǒng)。本章主要敘述了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括風(fēng)力PLC的選型，伺服電機(jī)、幾種傳感器、控制算法的選型設(shè)計(jì)。它采用了可編程系的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程是復(fù)雜多樣的，他們對(duì)控制的要求也各不相同。 PLC是由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入輸出單元、電源部分、擴(kuò)展接口、通信接口、編程器等部件組成。輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進(jìn)，CPU將之存入工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中或輸入映像寄存器。分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶(hù)存儲(chǔ)器。用戶(hù)存儲(chǔ)器分為用戶(hù)程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為3~5年。在光電耦合器的線(xiàn)性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)有線(xiàn)性關(guān)系。也就是通過(guò)輸入接口電路把外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。輸出有三種類(lèi)型：繼電器輸出：有觸點(diǎn)、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載 ；晶體管輸出：無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、直流負(fù)載；晶閘管輸出：無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、交流負(fù)載。然后敲擊鍵盤(pán)。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新?tīng)顟B(tài)才被讀入。（6）由于采用集中采樣。前者用“軟件”，后者用“硬件”。用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線(xiàn)邏輯”。其中梯形圖語(yǔ)言特點(diǎn)： （1）每個(gè)梯形圖由多個(gè)梯級(jí)組成。（4）每一梯級(jí)的運(yùn)算結(jié)果，立即被后面的梯級(jí)所利用。226 CPU：有24個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)、16個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)、可帶7個(gè)擴(kuò)展模塊、4個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到3m/s時(shí)，變槳系統(tǒng)啟動(dòng)，槳矩角轉(zhuǎn)到00，這時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)開(kāi)始工作。在硬件設(shè)計(jì)中，風(fēng)速、功率、槳矩角通過(guò)測(cè)量元件把測(cè)量信號(hào)發(fā)送到風(fēng)速、功率、位移傳感器，0~30m/s風(fēng)速、0~2MW發(fā)電機(jī)輸出功率、00~900槳矩角轉(zhuǎn)化為4~20MA的模擬電量信號(hào)。上圖中，P為發(fā)電機(jī)輸出功率，PN為發(fā)電機(jī)額定輸出功率。由于風(fēng)能具有能量密度低、隨機(jī)性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，所以對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組尤其是大型機(jī)組控制技的深入研究顯得越來(lái)越重要。對(duì)變槳矩驅(qū)動(dòng)裝置的選擇進(jìn)行比較，最終確定本變槳矩控制系統(tǒng)采用獨(dú)立電動(dòng)變槳的方式。為下一步編程做準(zhǔn)備，基于S7200 CPU226，設(shè)計(jì)了自動(dòng)變槳的相關(guān)程序。6． 現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及工程應(yīng)用／王志新編著.——北京：電子工業(yè)出版社，（風(fēng)力發(fā)電工程及應(yīng)用叢書(shū)）7． 張希良. 風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用[M]. 北京：8． 倪受元、2000，(3):1216.9． Raymond ，JohnChristopher ，Riehmond of an automated wind turbine using fuzzy SU Engineering ，l(1):2842.10． (法):機(jī)械工業(yè)出版社，1985.11． :國(guó)防工業(yè)出版社，2006.12． , influence of control strategies on the energy capture of wind Industry APPlieations Conferenee，2000:886893.13． 霍福鵬，2010，40(4): 710，27.14． 陳嚴(yán)，歐陽(yáng)高飛，(5):729734.15． 桓毅，2002，29(4):4145.16． 許洪華，1998，19(1):3035.17． 葉枝全，黃繼雄，2003，24(4):548554.18． 魏本建，2010， 39(01):1920，85.19． ：(碩士學(xué)位論文).合肥:合肥工業(yè)大學(xué)，2009.20． 邢鋼，24(5):181186.21． ，2009，28(15).22． ，2008，5.23． ，2009，5.24． 王樹(shù)強(qiáng)，2004，(01).25． ，2007，(8).26． 劉光德，邢作霞，3134.27． 葉杭冶，1999，(5):14014328． 西門(mén)子S7200PLC編程速學(xué)與快速應(yīng)用/楊后川等編著.—北京：電子工業(yè)出版社，29． 電氣控制與可編程控制器/陳立定，吳玉香，蘇開(kāi)才編.—廣州：華南理工大學(xué)出版社，（2010重?。└戒汚附錄B1主程序2手動(dòng)程序3中斷處理子程序致 謝首先，衷心的感謝導(dǎo)師李子劍對(duì)我的細(xì)心指導(dǎo)，使得本設(shè)以順利完成。老師正直、寬厚的為人令我難忘，將激勵(lì)我在今后的學(xué)習(xí)和生活中努力進(jìn)取。向所有幫助我的老師和同學(xué)表示我最衷心的感謝和最崇高的敬意。老師淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的科研精神，一絲不茍的工作態(tài)度，以及孜孜不倦的言傳身教，都使我欽佩之至，并將終身受益。但由于時(shí)間和研究手段所限，控制系統(tǒng)功能尚有不足之處，還有待于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與研究。介紹了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的幾個(gè)基本組成部分。本設(shè)計(jì)采用了兩個(gè)信號(hào)為控制依據(jù)，一是以風(fēng)速為依據(jù)的出變槳控制，二是以功率為依據(jù)的修正控制。第五章 總結(jié)與展望風(fēng)力發(fā)電是涉及空氣動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制、機(jī)械傳動(dòng)、電機(jī)學(xué)、力學(xué)、等多學(xué)科的綜合性高技術(shù)系統(tǒng)工程。 I/O地址分配表分類(lèi)名稱(chēng)I/O分配表輸入信號(hào)風(fēng)速傳感器發(fā)電機(jī)輸出功率一號(hào)伺服電機(jī)編碼器槳矩角二號(hào)伺服電機(jī)編碼器槳矩角三號(hào)伺服電機(jī)編碼器槳矩角一號(hào)伺服電機(jī)緊急停止按鈕一號(hào)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕一號(hào)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕二號(hào)伺服電機(jī)緊急停止按鈕二號(hào)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕二號(hào)伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕三號(hào)伺服電機(jī)緊急停止按鈕三號(hào)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕三號(hào)伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕手動(dòng)選擇按鈕一號(hào)變槳系統(tǒng)行程開(kāi)關(guān)二號(hào)變槳系統(tǒng)行程開(kāi)關(guān)三號(hào)變槳系統(tǒng)行程開(kāi)關(guān)一號(hào)槳葉00槳矩限位開(kāi)關(guān)一號(hào)槳葉900槳矩限位開(kāi)關(guān)二號(hào)槳葉00槳矩限位開(kāi)關(guān)二號(hào)槳葉900槳矩限位開(kāi)關(guān)三號(hào)槳葉00槳矩限位開(kāi)關(guān)三號(hào)槳葉900槳矩限位開(kāi)關(guān)一號(hào)變槳電機(jī)熱繼電器二號(hào)變槳電機(jī)熱繼電器三號(hào)變槳電機(jī)熱繼電器AIW0AIW2AIW8AIW10AIW14輸出信號(hào)一號(hào)變槳電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器線(xiàn)圈一號(hào)變槳電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器線(xiàn)圈二號(hào)變槳電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器線(xiàn)圈二號(hào)變槳電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器線(xiàn)圈三號(hào)變槳電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器線(xiàn)圈三號(hào)變槳電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器線(xiàn)圈手動(dòng)選擇接觸器線(xiàn)圈電源信號(hào)指示燈一號(hào)變槳電機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈一號(hào)變槳電機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈一號(hào)變槳電機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈一號(hào)變槳電機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈一號(hào)變槳電機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈一號(hào)變槳電機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈變槳系統(tǒng)故障指示燈手動(dòng)指示燈本設(shè)計(jì)根據(jù)以上編程條件設(shè)計(jì)進(jìn)行編程流程圖設(shè)計(jì)。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到25m/s以上時(shí)，這是超大風(fēng)速，必須進(jìn)行停機(jī)控制，轉(zhuǎn)矩角為900。設(shè)備選型在變槳系統(tǒng)設(shè)備選型與硬件電路設(shè)計(jì)中作了詳細(xì)介紹，在這就不多做介紹了。只出現(xiàn)觸點(diǎn)，不出現(xiàn)線(xiàn)圈。當(dāng)某一梯級(jí)的邏輯運(yùn)算結(jié)果為1時(shí)，有假想的電流通過(guò)。尤其前兩者為常用。后者工作方式是“待命或中斷”。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。（4）元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。 PLC的基本工作原理 一．PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式[29]：（1）每次掃描過(guò)程，集中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。我們實(shí)驗(yàn)室使用的就是手持編程器。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)0，則沒(méi)有電流流過(guò)，繼電器線(xiàn)圈沒(méi)有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，斷開(kāi)負(fù)載的電流或電壓。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。發(fā)光二級(jí)管在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號(hào)，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律相同的光信號(hào)。用戶(hù)使用的。由只讀存儲(chǔ)器、ROM組成。把結(jié)果存入輸出映像寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，然后輸出到輸出接口、控制外部驅(qū)動(dòng)器。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口電路相連接。[28]正是由于PLC有這些優(yōu)點(diǎn)，所以在選擇控制器時(shí)，選用了PLC可編程控制器。定義強(qiáng)調(diào)了PLC是應(yīng)直接運(yùn)用于工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和運(yùn)用范圍，這也是區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征；強(qiáng)調(diào)了PLC是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”，它也是一種計(jì)算機(jī)，是專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)計(jì)算機(jī)；強(qiáng)調(diào)了PLC與以往所講的鼓式、機(jī)械式的順序控制器在“可編程”方面有質(zhì)的區(qū)別。硬件電路為變槳矩控制電路的設(shè)計(jì)，對(duì)原理圖進(jìn)行了相應(yīng)的繪制，并對(duì)控制的原理及方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。設(shè)定伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，為槳矩角從00到900的方向；伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，為槳矩角從900到00的方向。還設(shè)有手動(dòng)調(diào)節(jié)按鈕，以及調(diào)試系統(tǒng)。根據(jù)以上分析。當(dāng)風(fēng)速大于12m/s小于25m/s時(shí)，隨著風(fēng)速的增大，發(fā)電機(jī)的輸出功率也相應(yīng)的增大。 變槳矩變速風(fēng)電機(jī)組典型工況圖根據(jù)最大風(fēng)能捕獲控制技術(shù)與恒功率控制技術(shù)，以及風(fēng)機(jī)的四種運(yùn)行工況的分析。所以，恒功率控制階段主要由變槳矩控制系統(tǒng)完成。由于此工況下風(fēng)速?zèng)]有達(dá)到額定風(fēng)速，發(fā)電機(jī)送入電網(wǎng)的功率必然小于額定值，所以這個(gè)工況下的控制目標(biāo)是最大限度的利用風(fēng)能，提高機(jī)組的發(fā)電量。不同的工況控制目標(biāo)不同，對(duì)變槳矩和勵(lì)磁調(diào)節(jié)也各有側(cè)重。在變槳矩變速風(fēng)力機(jī)組的控制技術(shù)中兩項(xiàng)關(guān)鍵的控制技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用：他們分別是最大風(fēng)能捕獲控制技術(shù)和恒功率控制技術(shù)。但是該控制方式在變槳矩控制時(shí)的控制效果并不理想。（2）隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，學(xué)者們?cè)陲L(fēng)電控制系統(tǒng)中引入了模糊控制，解決了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的非線(xiàn)性問(wèn)題和數(shù)學(xué)模型不確定問(wèn)題。風(fēng)速在額定風(fēng)速和切出風(fēng)速之間變化時(shí)，功率系數(shù)反而會(huì)隨風(fēng)速減小?！　‰娏鳎?6A工作電流：4A（380VAC）　　工作溫度： a）和b）：30＋90℃ ；c）40＋200℃。簡(jiǎn)介　S1系列限位開(kāi)關(guān)符合標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)關(guān)的重要特征為結(jié)構(gòu)牢實(shí)耐用，尤其適用于當(dāng)機(jī)械操動(dòng)力大的情況下滿(mǎn)足實(shí)際中各種需求。00限位開(kāi)關(guān)和900限位開(kāi)關(guān)，是限定葉片轉(zhuǎn)過(guò)的角度，保證變槳過(guò)程不超過(guò)極限位置。引進(jìn)電壓信號(hào)和電流信號(hào)測(cè)量線(xiàn)路三相電參數(shù)數(shù)據(jù)。極限值可根據(jù)實(shí)際情況和需要設(shè)置。二、功率傳感器簡(jiǎn)介WZ625型電參數(shù)測(cè)量模塊，該模塊是三相電參數(shù)數(shù)據(jù)的綜合采集設(shè)備，負(fù)責(zé)接收測(cè)控主機(jī)指令，完成相關(guān)電參數(shù)的采集和傳送。5．特點(diǎn)FS10風(fēng)傳感器由風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器組成。20%50HZ，直流12V、5V可選。 風(fēng)速儀平面圖2． 參數(shù)設(shè)置： 、過(guò)風(fēng)速設(shè)置畫(huà)面 ，再按一下功能鍵；進(jìn)入欠風(fēng)速、過(guò)風(fēng)速回差設(shè)置畫(huà)面，按再按一下功能鍵：液晶顯示主畫(huà)面；到參數(shù)設(shè)置完畢。一、風(fēng)速傳感器FS101． 功能 1）液晶：開(kāi)機(jī)，背光亮，顯示風(fēng)速值2）工作指示燈：正常運(yùn)行時(shí)，綠燈閃爍。通過(guò)與模塊CP2431 來(lái)連接到工業(yè)以太網(wǎng)上，能通過(guò)遠(yuǎn)程編輯器，對(duì) PLC進(jìn)行程序編輯、傳送、狀態(tài)監(jiān)視、數(shù)據(jù)交換、存儲(chǔ)、讀取數(shù)據(jù)等。S7200 PLC可以使用 56 條基本邏輯處