基于键合图的风电机组液压变桨距系统研究

【摘要】：变桨距功率调节技术是大型并网机组的重要技术之一。液压变桨系统是目前采用的变桨距控制方式之一,研究其动态特性和控制性能,对提高变速恒频风力机组的控制质量具有重要意义。由于上述系统包含机械、电力、液压等多种能量转化问题,而功率键合图在机械、电力、液压等多种能量并存工程系统建模中具有独到优势,本文利用功率键合图的方法,建立了风电机组液压变桨系统的数学模型,在Matlab/Simulink上搭建了系统数学模型的仿真结构图,对系统的动态特性进行了仿真分析,从能量守恒和转化的角度,研究整个系统的动态特性和系统性能的主要影响因素；根据液压变桨距系统的数学模型,采用PID控制器构建了液压变桨闭环控制系统,并在Matlab/Sinmulink上进行了液压变桨控制系统的仿真,分析了系统的动态和稳态特性,为研究液压变桨系统控制特性提供有益参考。 【关键词】：液压系统 变桨距 功率键合图
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 风电机组变桨距系统概况9-23
• 1.1 绪论9-12
• 1.1.1 选题背景及意义9-10
• 1.1.2 国内外风电机组发展及研究现状10-11
• 1.1.3 研究内容11-12
• 1.2 风电机组变桨距系统12-22
• 1.2.1 变桨距风电机组的特性13-16
• 1.2.2 变桨距风力发电机组的运行状态16-18
• 1.2.3 变桨距系统的概况18-19
• 1.2.4 电动变桨距系统的概况19-21
• 1.2.5 液压变桨距系统的概况21-22
• 1.3 本章小结22-23
• 第2章 液压变桨距系统的基本原理与键合图基本理论23-39
• 2.1 液压系统23-27
• 2.1.1 变桨距风电机组液压系统23-27
• 2.2 功率键合图的基本理论27-38
• 2.2.1 功率键合图理论的研究现状27-28
• 2.2.2 功率键合图的建模原理和特点 #20表2-1 功率键合图常用变量(续表)28-29
• 2.2.3 功率键合图的构成和基本符号29-36
• 2.2.4 功率键合图的绘制36-37
• 2.2.5 由功率键合图推导状态方程37-38
• 2.3 本章小结38-39
• 第3章 基于键合图的液压变桨距系统建模及其仿真39-53
• 3.1 基于功率键合图的风电机组液压变桨距系统建模39-48
• 3.1.1 风电机组液压变桨距系统的简化39-40
• 3.1.2 风电机组液压变桨距系统简化原理图分析40
• 3.1.3 风电机组液压变桨距系统功率键合图的绘制40-44
• 3.1.4 风电机组液压变桨距系统的键合图推导状态方程44-48
• 3.2 变桨距风电机组液压系统仿真模型的建立和分析48-52
• 3.2.1 仿真所用软件Matlab/Simulink48-49
• 3.2.2 仿真实现及分析49-52
• 3.3 本章小结52-53
• 第4章 风电机组液压变桨距控制系统的研究53-68
• 4.1 风电机组液压变桨距控制原理53-54
• 4.2 风电机组液压变桨距控制系统54-58
• 4.2.1 液压缸控制桨距角的数学建模54-57
• 4.2.2 伺服放大器的数学建模57-58
• 4.2.3 电液伺服阀的数学建模58
• 4.2.4 位移传感器的数学建模58
• 4.3 对风电机组变桨距液压控制系统的Simulink仿真与分析58-61
• 4.4 风电机组液压变桨距控制系统PID控制及其仿真分析61-67
• 4.4.1 PID控制基本原理62-64
• 4.4.2 风电机组液压变桨距系统的PID控制及其仿真64-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第5章 结论与展望68-70
• 5.1 研究工作总结68
• 5.2 展望68-70
• 参考文献70-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果72-73
• 致谢73

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