مدلسازی، تحلیل وکنترل غیرخطی ژنراتور تغذیه دو سو در توربین های بادی و یکسو ساز vienna

امروزه بنا به مسائل اقتصادی، کاهش منابع فسیلی و عوامل زیست محیطی توجه ویژه ای به مطالعه توربین بادی، ژنراتورهای تغذیه دو سو و کنترل آن می شود. در این پایاننامه یک روش تحلیلی برای طراحی یک کنترل کننده غیرخطی برای ژنراتور القایی تغذیه دوسو (dfim) جهت استخراج توان مکانیکی بیشینه از باد و تعقیب مسیر اندازه بردار شار مغناطیسی به میزان مطلوب، در حضور نامعینی پارامتری مدل dfim، نامعینی غیرپارامتری منحنی توان مکانیکی باد و وجود تنها یک سنسور سرعت برای اندازه گیری سرعت باد، ارائه می شود. برای استخراج توان مکانیکی بیشینه، مطلوب است که نسبت سرعت خطی پره های توربین به سرعت باد برابر مقدار نسبت بهینه ای باشد که در آن، منحنی توان مکانیکی به بیشینه مطلق خود می رسد. مساله استخراج توان مکانیکی بیشینه از باد به مساله تعقیب مسیر سرعت زاویه ای توربین به سرعت زاویه ای مطلوب تبدیل می شود، که در آن سرعت زاویه ای مطلوب توربین متناسب با سرعت باد است و ضریب تناسب متناظر با نسبت بهینه است. نوآوری اساسی این پایاننامه ارائه یک شمای کنترلی پیشنهادی مد لغزشی دینامیکی برای استخراج توان مکانیکی بیشینه و تعقیب مسیر بردار شار مغناطیسی در حضور نامعینی پارامتری در پارامترهای مدل dfim، نامعینی غیرپارامتری در منحنی توان مکانیکی باد و استفاده از تنها یک حس گر برای اندازه گیری سرعت باد است. این شمای کنترلی بر مبنای روش خطی سازی ورودی-خروجی طراحی می شود. به طور مشخص تر، دو خروجی خطای تعقیب سرعت و تعقیب اندازه شار برای سیستم تعریف می شود. نشان داده می شود که این خروجی ها نسبت به دو ورودی کنترلی دارای بردار درجه نسبی (1و2) هستند. با طراحی یک قانون کنترل کمکی مد لغزشی، خروجی های مذکور در حضور نامعینی های پارامتری و غیرپارامتری در زمان محدود رگوله (تنظیم) می شوند؛ حالت های ژنراتور در زمان محدود به خمینه دینامیک صفر متناظر با این خروجی ها محدود می شوند. به علاوه، یک رویت گر مد لغزشی برای جبران اثر عدم وجود حس گرهای لازم برای اندازه گیری مشتقات اول و دوم سرعت باد، پیشنهاد می شود. با استفاده از نظریه پایداری لیاپانوف و قضیه کران داربودن نهایی نشان داده می شود که مساله رگولاسیون خروجی ها به صورت مجانبی انجام شده و در ضمن حالت های داخلی سیستم حلقه -بسته کران دار باقی می مانند. در نهایت، شبیه سازی و مثال عددی ارائه شده در پایان فصل صحت تحلیل های پایداری انجام شده را تایید می کنند. نتایج تحلیلی و عددی این فصل نشان می دهند که قانون فیدبک مد لغزشی و دینامیکی پیشنهاد شده می تواند جهت استخراج توان مکانیکی بیشینه از باد و تعقیب مسیر اندازه بردار شار به میزان مطلوب خود، در حضور نامعینی های پارامتری مدل dfim و غیرپارامتری منحنی توان مکانیکی باد و وجود تنها یک سنسور سرعت برای اندازه گیری سرعت باد، استفاده شود به گونه ای که حالتهای داخلی کران دار باقی بمانند.