自动调节原理

北京交通大学 自动调节原理研究课题

新型风力发电系统

学 院： 专 业： 学 号： 学 生： 指 导 教 师：

电信学院 自动化 10212049 王洋 蔡文川

2013年4月21日

新型风力发电系统的研究

王洋

北京交通大学电子信息工程学院 自动化1002班

给定动力学方程

其中

具体参数

1

完成下列工作

1.把风机动力学模型转化成simulink，搭建新型风机的二自由度simulink仿真模型。

MATLAB Function1：

function [WH,WA] = fun(wh,wa,wh_o,wa_o) WH=-wh+wh_o; WA=-wa+wa_o;

MATLAB Function2：

function [Te,Tc] = fon(wh,wa,WH,WA) %#codegen

J=[307.243 79.1848;79.1848 79.1848]; G=[1 0;0 2.2424];

2

A=[10.0134 0;0 0.2048]; um=2.2424;

Q=A*[wh;um*wa]+inv(G)*J*[WH;WA]; Te=Q(1,1); Tc=Q(2,1);

MATLAB Function3：

function [wwh,wwa] = fcn(wh,wa,Te,Tc) %#codegen

J=[307.243 79.1848;79.1848 79.1848]; G=[1 0;0 2.2424]; R1=68; R3=200; Bm=1.0; Bg=10; Br=100; ur=.5; um=2.2424; Tw=60;

W1=R3/(ur*(R1+R3)); W2=R1/(ur*(R1+R3));

A=-inv(J)*G*[Bg*wh;Bm*um*wa]+inv(J)*G*[Te;Tc]+inv(J)*[W1;W2]*(Tw-Br/ur*((R3*wh+R1*wa)/(R1+R3))); wwh=A(1,1); wwa=A(2,1); end

2. 测试不同参数下的理想控制器的控制效果

因为

将其带入上式中

3

因为WH和WA的期望均为常数，所以它们的积分均为0。

搭建理想控制器simulink仿真模型

当k0=1时,WH的理想波形：

4

当k0=1时,WA的理想波形：

当k0=1.5时,WH的理想波形为：

5

当k0=1.5时,WA的理想波形为：

当k0=2时,WH的理想波形为:

6

当k0=2时,WA的理想波形为:

通过上图的比较分析可以得出结论：k0越大,WH和WA达到期望的时间越快，但是它的误差越大。当k0为2时误差已经很大了。

3. 测试不同参数下的实际PI控制器的控制效果

在WH和WA输出加上PI调节，P为50，I为1来改善控制效果，simulink仿真模型如图所示：

7

示波器输出WH波形：

8

示波器输出波形WA波形：

示波器输出波形Te波形：

9

示波器输出波形Tc波形：

10