طراحی کنترل‌کننده بهینه غیرخطی در توربین بادی بدون پره

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: طراحی کنترل‌کننده بهینه غیرخطی در توربین بادی بدون پره

ارائه دهنده: Provider: زهرا زمانیان

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر سهیل گنجه فر - دکتر محمدامین قاسمی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر عباس رمضانی - دکتر غنیئی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 3دی1399،ساعت 11 صبح

مکان ارائه: Place of presentation: Adobe connect (Online)

چکیده: Abstract: در سال‌های اخیر استفاده از فن‌آوری‌های نوین در جهت ساخت توربین‌های بادی به گونه‌ای که بتوانند ضمن اقتصادی بودن ، تاثیرات منفی بصری توربین‌های متعارف را کاهش دهند بسیار مورد توجه قرار واقع شده است. در همین راستا یک شرکت اسپانیایی به نام Vortex یک توربین بادی جدید طراحی کرده است. مواد اصلی مورد استفاده در ساخت توربین‌های Vortex عبارتند از: پلیمرهای فیبر کربن، پلاستیک، فولاد و مس. این توربین‌های بادی شامل یک سیلندر نسبتا بلند نصب شده بر روی یک ساختار منعطف در جریان سیال است. چالش‌های زیادی برای ساخت و به کارگیری این توربین بادی بدون پره وجود دارد که مهم‌ترین این چالش‌ها کنترل این توربین بادی و دستیابی به حداکثر توان مکانیکی می‌باشد. در این پژوهش، کنترل‌کننده بهینه برای دستیابی به حداکثر توان مکانیکی ارائه شده است. با توجه به دینامیک غیرخطی توربین بادی بدون پره، بهینه‌سازی عملکرد کنترل با یک کنترل‌کننده غیرخطی امری ضروری است. بنابراین یک قانون کنترل بهینه غیرخطی به کار برده شده است. در این پژوهش، با استفاده از روش معادله ریکاتی وابسته به حالت، یک کنترل‌کننده غیرخطی بهینه برای ردیابی ارتعاشات(جابجایی) به عنوان سیگنال مطلوب طراحی شده است، که در سرعت ۱.۴۵ متر بر ثانیه در فرکانس Ω= ۱.۳ ، ماکزیمم بازده برابر 36 درصد است. در سرعت بادهای بالاتر یک کنترل‌کننده ثانویه با کنترل‌کننده بهینه غیرخطی جمع شده است. در سرعت 24 متر بر ثانیه و در فرکانس Ω=۱۵ به 19 کیلو وات توان مکانیکی دست پیدا کرده است. در نهایت پروفیل باد متغیر با زمان به سیستم اعمال شده است که کنترل‌کننده توانسته است ارتعاشات توربین بادی را در یک محدوده، ثابت نگه دارد. شبیه‌سازی توربین بادی بدون پره و بخش کنترلی با استفاده از نرم‌افزار Matlab/Simulink انجام شده است. در نهایت نتایج شبیه‌سازی کارایی روش کنترلی به کار گرفته شده را نشان می‌دهد. واژه‌های کلیدی: استخراج بیشینه توان، توربین بادی بدون پره، ارتعاشات ناشی از گرداب، کنترل توان، کنترل بهینه غیرخطی.

فایل: ّFile: تنزيل فایل