基于vxworks的風電機組數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)研究

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1、學校代碼：密級：公開七交遙乂事碩士專業(yè)學位論文基于的風電機組數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)研究作者姓名王騰工程領(lǐng)域控制工程指導教師劉峰副教授培養(yǎng)院系電子信息工程學院二零一五年六月碩士專業(yè)學位論文基于的風電機組數(shù)據(jù)釆集處理及控制系統(tǒng)研宄作者：王騰導師：劉峰北京交通大學年月學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解北京交通大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權(quán)北京交通大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，提供閱覽服務(wù)，并釆用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交

2、論文的復印件和磁盤。學?？梢詾榇嬖陴^際合作關(guān)系的兄弟高校用戶提供文獻傳遞服務(wù)和交換服務(wù)。保密的學位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學位論文作者簽名分李：找導師簽名：簽字日期：年‘月政日簽字日期：年月過日學校代碼：密級：公開北京交通大學碩士專業(yè)學位論文基于的風電機組數(shù)據(jù)釆集處理及控制系統(tǒng)研宄作者姓名：王騰學號：導師姓名：劉峰職稱：副教授工程碩士專業(yè)領(lǐng)域：控制工程學位級別：碩士北京交通大學年月致謝在論文完成之際，我也即將圓滿完成我的研宄生學業(yè)?；仡欉@兩年的研宄生生涯，太多的畫面在我腦海中播放：老師和藹可親的面孔，耐心的教誨和輔

3、導，以及同學之間相互幫助，相互鼓勵，一起奮斗，一起前進的美好時光。在這人生旅途中有大家的陪伴，讓我心中充滿奮斗的力量，也給我留下了終生難忘的美好記憶。首先我要衷心的感謝我的導師劉峰副教授，在我研究生生涯中，劉老師給予了我莫大的關(guān)懷和鼓舞，我的所有學習和研宄工作都是在劉老師的悉心照料下開展的。劉老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和淵博的知識教會了我做研宄的方法；劉老師豁達的人生觀念和待人接物的樸實態(tài)度教會了我怎樣做人做事。在與劉老師相處的兩年生活中，不管是在學習還是生活中都使我受益匪淺，收獲頗多。衷心的感謝智能及再生能源中心研宄中心的各

4、位老師和同學的大力幫助。在論文的撰寫期間，我的寢室舍友王利祥、王東齊也給予了我莫大的支持，我的學長雷志幫、孫宗坡，以及我的同學曾強、王文博、李曉宇、南迪、劉陽、劉孝輝、李發(fā)軍等同學，感謝他們一路的陪伴和照顧，祝愿你們在未來的生活工作中更上一層樓。最后，衷心的感謝我的父母、家人以及朋友們。在我二十多年的求學生涯中，始終有他們無私的支持與奉獻關(guān)愛著我，讓我的人生旅途充滿歡欣與鼓舞，祝他們身體健康，永遠平安幸福！再次向所有幫助過我的老師，同學和朋友們致以最崇高的敬意！北京交通大學碩士學位論文摘要摘要近年來，傳統(tǒng)能源的大量消耗

5、造成了資源緊缺和環(huán)境污染等問題。為了滿足人類日益增長的能源需求，并減少對環(huán)境的破壞，可再生能源的研究和應(yīng)用得到了飛速發(fā)展。其中，風能由于成本低廉、儲量巨大等優(yōu)點，在新能源中發(fā)展較快也更為成熟。然而，逐年增長的裝機量和不斷增大的單機容量對風力發(fā)電機的控制系統(tǒng)提出了更高的挑戰(zhàn)。本文提出了一種基于嵌入式系統(tǒng)的風電機組數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)設(shè)計方案；應(yīng)用新型的爬山算法和魯棒自適應(yīng)控制算法，完成風電機組最大功率槳距角優(yōu)化跟蹤控制；并在系統(tǒng)下進行了設(shè)計實現(xiàn)。本文的主要內(nèi)容如下：介紹了國內(nèi)外風電發(fā)展現(xiàn)狀，概述了風電機組的組成和運行原理，

6、明確了風電機組數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)的功能需求，并提出了總體設(shè)計方案。研究了風電機組數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案，設(shè)計了以為主控制芯片的核心控制板，并詳細描述了其硬件結(jié)構(gòu)和基本電路；給出了風機數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的電路設(shè)計方案；介紹了風電場遠程監(jiān)控系統(tǒng)的組成。圍繞風力發(fā)電最大功率點跟蹤控制原理，提出了一種新型爬山控制算法用于計算并更新最優(yōu)功率曲線的斜率值，并設(shè)計了魯棒自適應(yīng)控制器實現(xiàn)對風機理想轉(zhuǎn)速的跟蹤；最后在環(huán)境下編寫應(yīng)用程序用于實現(xiàn)上述算法，并用設(shè)計了用戶顯示界面，驗證了新型爬山算法的可行性和魯棒自適應(yīng)控制器在

7、跟蹤理想轉(zhuǎn)速的有效性。關(guān)鍵詞：風力發(fā)電機組；控制系統(tǒng)；數(shù)據(jù)釆集處理；最大功率點跟蹤；魯棒自適應(yīng)控制北京交通大學碩士學位論文；北京交通人學碩士學位論文目錄目錄中文摘要■課題背景國內(nèi)外風電發(fā)展現(xiàn)狀風力發(fā)電的國際現(xiàn)狀風力發(fā)電的國內(nèi)現(xiàn)狀本文研究內(nèi)容風電機組的運行原理風力發(fā)電的理論基礎(chǔ)風力發(fā)電機的構(gòu)成變速風力發(fā)電機的運行狀態(tài)風力發(fā)電的空氣動力學原理空氣動力學原理風能的計算最大風能跟蹤原理本章小結(jié)風電機組數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案風電機組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)控制器選擇及基本電路數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)電路設(shè)計風電機組采集信號傳感器

8、信號調(diào)理電路設(shè)計轉(zhuǎn)換電路系統(tǒng)輸出電路監(jiān)控系統(tǒng)組成本章小結(jié)風電機組數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)的算法及實現(xiàn)北京交通人學碩十學位論文錄系統(tǒng)軟件功能設(shè)計新型爬山算法研究新型爬山算法風機系數(shù)新型爬山算法設(shè)計最大功率槳距角優(yōu)化跟蹤控制研究風機模型控制器設(shè)計魯棒自適應(yīng)跟蹤控制基于的軟件設(shè)計與實現(xiàn)系統(tǒng)框架啟動流程應(yīng)用程序設(shè)計流程實驗結(jié)果及分析本章小結(jié)