【正文】
取區(qū)間[,]上的隨機數,輸入參考信號θ*(k)、周期為100的方波信號,最大計算次數500次。,: 單神經元PID控制的仿真結果 基于單神經元PID控制的變槳距控制系統(tǒng)仿真的曲線 a為系統(tǒng)輸入與輸出的對比,顯示系統(tǒng)的輸出響應情況; y(k)代表輸出; r(k)代表輸入參考信號θ*(k); b為PID調節(jié)器的控制輸出信號u(k)變化情況; c為PID調節(jié)器可調參數的變化情況。 控制系統(tǒng)的結論分析 由仿真結果可見知,基于單神經元PID 控制液壓變槳距系統(tǒng)有良好控制效果;系統(tǒng)響應速度非???,動態(tài)跟隨性能也好,調節(jié)沒有誤差,PID參數變化比較平穩(wěn)。我們通過與PID控制的方法相比較,就可以看出單神經元的PID控制具有對相應速度非常慢的特點,也就是說上升的時間非常長,反映速度很慢,這也給我們的計算帶來麻煩,我們要通過手動調整來提高控制效果,這是其不足的地方。調節(jié)神經元控制器的增益在單神經元中可以對開環(huán)放大倍數較大的控制對象起到減弱神經元的控制作用,從而消除響應的超調和震蕩對神經學習的不良影響。相比下,對于開環(huán)倍數比較小的控制對象,我們可以增強神經元的控制作用,加快系統(tǒng)的響應速度。通過實驗可以證明:K取得較大時,系統(tǒng)的響應速度就比較快,但會有超調;K值取得越小,系統(tǒng)的響應就比較慢。綜上所述,系統(tǒng)的控制的性能取決于K值的大小,特別是不確定的對象。K值的取值會隨著開環(huán)增益的變化而自動調整,這也就是我們之前所說的自動調節(jié)增益的能力。所以,我們通過兩種控制方法結合起來以組成增益來自動調節(jié)單神經元PID控制器,調整增益K的方法。因此, K的取值對神經元控制系統(tǒng)的性能產生很大的影響,尤其是對于開環(huán)增益不確定的對象。K的取值應隨著對象的開環(huán)增益的變化而自動調整,這就要求控制器具有自動調整增益的能力。因此本文將單神經元PID控制器與PID控制算法相結合起來組成增益自調整的單神經元PID控制器,可以解決增益K的自動調整的問題[19]第六章 結論與展望至此,通過分析,已經初步開發(fā)完成了對基于單神經元PID控制的電動變槳距控制系統(tǒng)設計。在總的來看,傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)始終有它的局限性,比如抗擾動性差、不容易操作等等,特別是在實際的工業(yè)過程控制中,很大部分的理論不僅僅滿足于經典控制理論,也有越來越突出問題突現出來:比如實際工作中無法避免的非線性的控制問題。本課題不僅僅局限在經典控制理論問題上,深入并探討了基于單神經元PID控制的變槳距控制情況。通過理論學習和實驗研究,得出單神經元PID控制手段不僅包含傳統(tǒng)PID控制理論的幾乎全部優(yōu)點,并且很好的克服了傳統(tǒng)PID控制方式在處理非線性問題的困難之處,這樣既可以保證被控對象進行復雜的系統(tǒng)控制,又可以克服干擾的影響,在不改變控制問題的前提下,逐步改進了控制技術,對控制效果起到非常明顯的影響。所以,對于電動變槳距控制系統(tǒng)以及風力發(fā)電技術來說,對于單神經元PID控制方式比較穩(wěn)定,適用于作為工業(yè)控制過程中的操作系統(tǒng)。在分析單神經元PID控制器基本工作原理的過程上,采取并利用MATLAB軟件設置神經元控制器與電動變槳距控制系統(tǒng)的仿真模型,在計算機上進了仿真和應用實驗。仿真與實驗表明,單神經元PID控制器具有良好的自適應能力,可以控制調速系統(tǒng)的動態(tài)與靜態(tài)性能,增加異步電動機跟蹤能力, 自適應性與魯棒性強,高速性好。通過在線學習與參數優(yōu)化,可以提高矢量控制系統(tǒng)的動態(tài)與靜態(tài)品質,具有非常好的工程應用價值。由于此為第一次研究經典控制理論相關的課題,其中肯定存在非常多的不完善之處,希望在以后的調試和使用過程中能夠得到進一步的改善和加強。參考文獻[1]肖勁松、倪圍斗.世界風力發(fā)電的回顧與前瞻.北京:科學出版社,1996,2.[2]徐甫榮.大型風電場及風電機組的控制系統(tǒng).電氣傳動自動化,2003,25.[3] Xin X A. Adaptive extreme control and wind turbine control [D]. Technical University of Denmark, 1997.[4] Horiuchi N, Kawahito T. Torque and power limitations of variable speed wind turbines using pitch control and generator power control [A].Power Engineering Society SummerMeeting,VOLS 13,Conference Proceedings [C].Vancouver Canada:IEEE,.[5]楊金明,吳捷.風力發(fā)電系統(tǒng)中控制技術的最新進展[J].中國電力,2003,15(8):6567.[6]美國Zond40風力發(fā)電機組技術手冊[7]葉航冶.風力發(fā)電控制系統(tǒng)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.[8] Hans Kursten. High performance design of wind master 300kW and 750kW turbines. Proceedings of BICWE’, 1995.[9] CardenasDobson, R. and Asher. . Torque observer for the control of variable speed wind turbines operating below rated wind speed, Wind Engineering, Vol 20, No4, 1997[10] Xing Z X, Chen L. The parison of several variable speed wind generation set construction [A].The Second China International Renewable Energy Conference [C].Beijing,2005:361369.[11] 葉航冶.風力發(fā)電控制系統(tǒng)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.[12] 田亞平,劉紹杰.兆瓦級風力發(fā)電機槳距機構設計及分析[J].沈陽理工大學報,2005,24(4):4346.[13]王棟梁,李洪人,李春萍.非對稱閥控制非對稱缸系統(tǒng)的靜態(tài)及動態(tài)特性分析[J].機床與液壓,2003(1):198200.24.[14] Yao X J,Shan G K,Sun C Z. Characteristic analysis of hydraulic system on wind turbine [A].Beijing,2006110113.[15]秦立學.兆瓦級風力發(fā)電機變槳距機構研究[D].沈陽:沈陽工業(yè)大學,2006.[16] [M].邢俊文,陶永忠譯.北京:清華大學出版社,2004.[17] Abdin Ezzeldin S,Xu design and dynamic performance analysis of a wind turbineinduction generator unit[J]. IEEE Trans. On EC,2000,3(15):9196.[18]袁曾任.人工神經元網絡及其應用[M].北京:清華大學出版社,1999.[19]丁紅,舒迪前,王京.無需辨識的PSD自適應控制器及其應用[J].冶金自動化,1994, 18(2):3538.[20]吳安順.最新實用交流調速系統(tǒng)[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998.[21] 關景泰.機電液控制技術[M].上海:同濟大學出版社,2003.[22] 黃卉.關于比例閥控非對稱缸系統(tǒng)的建模問題[J].機床電器,2000,27(3):47.[23]游張平,王衛(wèi)鋒.基于SIMULINK的液壓伺服系統(tǒng)動態(tài)仿真[J].機床與壓,2004,30(6): 4749.致謝 在畢業(yè)設計過程中,我遇到了很多的設計問題,多虧了郭洪澈老師的悉心教導和同學們給我的幫助,才使得問題都得以迎刃而解。通過本次的課題設計,我對風力發(fā)電機系統(tǒng)有了一定的了解,知道了獨立變槳距的控制,以及槳距角的控制,并進一步加深了對于反饋控制的了解,同時對于外文的翻譯,使我的英語的讀寫水平有了進一步提高。本次畢業(yè)設計是我受益匪淺,雖然還存在著很多的不足,結果不是最好,但是過程才是最重要的。在設計的過程,我對待自己的每一步的設計都一絲不茍,精益求精,以飽滿的熱情來解決每一個問題,這也是我們每一個科技人員需要具備的品格,只有這樣,我們才能不斷的取得進步,發(fā)展科技。非常感謝這一路走來幫助我的所有人!27