風(fēng)力發(fā)電機組的建模與控制的開題報告

風(fēng)力發(fā)電機組的建模與控制的開題報告一、選題背景和研究意義隨著環(huán)保意識的日益增強，風(fēng)力發(fā)電在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛，風(fēng)力發(fā)電機組已成為一種常見的可再生能源發(fā)電設(shè)備，其具有環(huán)保、可再生、低碳等優(yōu)點，已經(jīng)成為了人們廣泛關(guān)注的領(lǐng)域。然而，風(fēng)能的不穩(wěn)定性和時空變化特性，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電的輸出功率也存在不穩(wěn)定性，而風(fēng)力發(fā)電機組在發(fā)電過程中需要對風(fēng)速等環(huán)境因素及機械自身狀態(tài)進行監(jiān)測與控制，以達到安全、高效、穩(wěn)定的發(fā)電目的。因此，對風(fēng)力發(fā)電機組建模與控制研究，具有重要的理論和實際意義。二、研究目的1.研究風(fēng)力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)、工作原理及其數(shù)學(xué)模型，包括風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)、發(fā)電機、控制系統(tǒng)等模塊的模型。2.探討風(fēng)力發(fā)電機組的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法，重點研究風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)和發(fā)電機的狀態(tài)診斷技術(shù)，實現(xiàn)對故障的準(zhǔn)確診斷。3.對風(fēng)力發(fā)電機組的控制策略進行研究，重點研究控制變量的選擇、控制策略的設(shè)計、控制器的實現(xiàn)等問題。三、研究內(nèi)容和方法1.風(fēng)力發(fā)電機組的數(shù)學(xué)建模，重點研究機械結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)的動態(tài)特性。2.風(fēng)力發(fā)電機組的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法的研究，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。3.風(fēng)力發(fā)電機組的控制策略研究，包括PID控制、模型預(yù)測控制等方法的應(yīng)用。四、預(yù)期結(jié)果1.建立風(fēng)力發(fā)電機組的數(shù)學(xué)模型，對風(fēng)力發(fā)電機組的動態(tài)特性進行分析，為控制器的設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2.提出一種風(fēng)力發(fā)電機組的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方案，實現(xiàn)對機械狀態(tài)及控制系統(tǒng)狀態(tài)的實時監(jiān)控。3.設(shè)計并實現(xiàn)一種控制器，實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機組的控制。五、研究難點1.風(fēng)力發(fā)電機組的數(shù)學(xué)模型建立和模型參數(shù)的辨識問題。2.風(fēng)力發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法的研究，尤其是不同故障模式的診斷技術(shù)的研究。3.控制策略的設(shè)計和實現(xiàn)，如何融合各種控制方法，在保證風(fēng)力發(fā)電機組安全、高效、穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，提高其經(jīng)濟效益等。六、進度安排第一年：1.風(fēng)力發(fā)電機組的數(shù)學(xué)建模以及系統(tǒng)動態(tài)特性分析。2.風(fēng)力發(fā)電機組的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方案研究，包括傳感器的設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、參數(shù)識別等。第二年：1.風(fēng)力發(fā)電機組的控制器設(shè)計，包括控制策略的設(shè)計和控制器參數(shù)的優(yōu)化。2.風(fēng)力發(fā)電機組的控制器實時控制效果驗證，包括各種控制方法的比較和分析。第三年：1.風(fēng)力發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)和優(yōu)化。2.風(fēng)力發(fā)電機組的綜合性能評估，包括工作效率、經(jīng)濟效益、生態(tài)效益等方面的評價。七、參考文獻1.徐文峰,林志玲.風(fēng)力發(fā)電機組數(shù)學(xué)模型及控制[J].硅谷,2013(3):1-10.2.王婧，楊千里.基于K-Means算法的風(fēng)力發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報,2015,38(2):78-83.3.王雷,李衛(wèi)東.支持向量機在風(fēng)力發(fā)電機組故障診斷中的應(yīng)用[J].中國電機工程學(xué)報,2012,32(22):29-34.4.徐曉艷,錢慶祥.基于遺傳算法優(yōu)化的PID控制器設(shè)計[J].自動化學(xué)報,2011,37(12):1456-14