[發明專利]一種優化參數的變論域模糊電動變槳控制方法

無效

• 申請號: 201210234372.1
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102720634A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 董海鷹;魏占宏;李宏偉;李曉青;王國華;李帥兵;馬博;李曉楠
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 馬英

技術領域

本發明涉及電動變槳控制方法技術領域，具體地，涉及一種優化參數的變論域模糊電動變槳控制方法。

背景技術

對于風電機組電動變槳系統這樣的高階強耦合嚴重滯后大慣性的非線性系統來說，雖然常規的控制器技術已經很成熟，在工業過程控制中得到了廣泛使用，但要滿足風電機組快速響應風速的要求，這些控制器的控制效果反而不理想。基于模糊控制的電動變槳系統，模糊控制器可以通過公式簡單標度變換進行一些整定，對控制環的結模型無需深入研究，可以獲得一定的控制效果，通過對論域區間的劃分也可進一步提高控制品質，這正是將模糊控制應用在風電電動變槳系統的優勢所在。但控制器在參數整定過程中還是有一定的盲目性，并且變論域模糊控制的關鍵是確定伸縮因子，使得論域在合理范圍內變化，而當前是主要依靠經驗值或反復調試來實現的，使得控制器參數可能并非最優，控制品質并非最佳。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出一種在電動變槳控制系統中利用遺傳算法優化伸縮因子的變論域模糊控制方法。將優化的變論域模糊控制算法應用于電動變槳系統的速度和位置控制中，根據速度環和位置環的控制目標建立合適目標函數，實現變論域模糊控制器的最優控制性能。有效地抑制了轉矩脈動，提高了系統的動態性能和穩態性能，并最終實現了槳距角位置快速、準確跟蹤。為風電變槳系統提供了一種有效、實用的控制方法。

為此，采用如下技術方案：一種優化參數的變論域模糊電動變槳控制方法，其涉及到電動變槳系統所建立的三閉環控制，即電流環、速度環和位置環，通過分析變論域伸縮因子的結構，利用遺傳算法優化其參數，實現參數的智能尋優，建立確定伸縮因子的合理機制；具體如下：

A、將遺傳算法優化的變論域模糊控制算法應用于所述電動變槳系統的速度和位置控制中，所述位置和速度控制器的輸入皆為誤差????????????????????????????????????????????????和誤差的變化量，輸出皆為，分別確定所述速度和位置控制器輸入、輸出語言變量的基本論域，輸入語言變量基本論域分別為，而輸出語言變量基本論域為，可建立伸縮因子的結構為：

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B、建立所述電動變槳速度和位置控制的模糊控制規則表，在雙輸入單輸出模糊控制器中，基于變論域思想，設計變論域模糊控制系統；?

C、將所述伸縮因子的參數表示成遺傳空間的染色體或者個體，進行編碼，得到初始種群，將所述伸縮因子的參數賦給所設計的模糊推理系統，使用所述變論域模糊控制進行控制，根據所述速度環和位置環的控制目標建立合適目標函數，根據該目標函數編寫計算個體適應度值的適應度函數，通過該適應度函數計算每個個體的適應度值，提供給遺傳算子進行選擇操作、交叉操作和變異操作，獲得新的群體，經過設定迭代次數的進化之后，算法收斂于最好的染色體，它即是所述伸縮因子的最佳參數，從而實現電動變槳系統變論域模糊控制器的最優控制性能。

更進一步的：

所述伸縮因子參數采用實數編碼，染色體長度為6。

所述速度環目標函數里加入誤差絕對值時間積分來提高其過渡動態性能。

所述位置環目標函數里采取懲罰因子來避免超調現象。

本發明通過分析變論域伸縮因子的結構，利用遺傳算法優化其參數，實現了參數的智能尋優，建立了確定伸縮因子的合理機制，有效解決了變論域模糊控制方法伸縮因子靠經驗和反復調試來確定的問題，提高了控制精度。將優化的變論域模糊控制算法應用于電動變槳系統的速度和位置控制中，根據速度和位置的控制目標建立合適目標函數，實現變論域模糊控制器的最優控制性能。有效地抑制了轉矩脈動，提高了系統的動態性能和穩態性能，并最終實現了槳距角位置快速、準確跟蹤。為風電變槳系統提供了一種有效、實用的控制方法。

附圖說明

圖1為電動變槳系統控制原理結構圖；

圖2為本發明遺傳算法優化的速度環和位置環的控制框圖；

圖3為本發明遺傳算法優化的變論域模糊控制流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。