1、編輯整理:尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（完整）基于matlab的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快業(yè)績進(jìn)步，以下為（完整）基于matlab的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真的全部內(nèi)容。（完整）基于matlab的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真（完整）基于matla實(shí)驗(yàn)一：風(fēng)力建建模模與與仿真仿真姓名：學(xué)號(hào)一、實(shí)

2、驗(yàn)?zāi)繕?biāo):1. 能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有深入的了解。2。能熟練的利用MATLAB軟件進(jìn)行模塊的搭建以及仿真。3。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行研究并找出最優(yōu)控制策略。二、實(shí)驗(yàn)類容：對(duì)風(fēng)速模型、風(fēng)力機(jī)模型、傳動(dòng)模型和發(fā)電機(jī)模型建模，并研究各自控制方法及控制策略;如對(duì)風(fēng)力發(fā)電基本系統(tǒng),包括風(fēng)速、風(fēng)輪、傳動(dòng)系統(tǒng)、各種發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行全面分析，探索風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)各個(gè)部風(fēng)最通用的模型、包括了可供電網(wǎng)分析的各系統(tǒng)的簡單數(shù)學(xué)模型，對(duì)各個(gè)數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行了仿真。三、實(shí)驗(yàn)原理：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模型主要包括風(fēng)速模型、傳動(dòng)系統(tǒng)模型、發(fā)電機(jī)模型和變槳距模型，下文將從以上幾方面進(jìn)行研究。1、風(fēng)速的設(shè)計(jì)自然風(fēng)是風(fēng)力

3、發(fā)電系統(tǒng)能量的來源，其在流動(dòng)過程中，速度和方向是不斷變化的，具有很強(qiáng)的隨機(jī)性和突變性。本文不考慮風(fēng)向問題，僅從其變化特點(diǎn)出發(fā)，著重描述其隨機(jī)性和間歇性，認(rèn)為其時(shí)空模型由以下四種成分構(gòu)成：基本風(fēng)速V、陣風(fēng)風(fēng)速Vg、漸變風(fēng)速V和噪聲風(fēng)速Vor即模擬風(fēng)速的模型為：1）。V=g+V+Vgr11)基本風(fēng)V=8m/sStepScope基本風(fēng)仿真模塊2）陣風(fēng)風(fēng)速式中:t）TgVg為陣風(fēng)風(fēng)速,單位1-2)t為時(shí)間，單位sG時(shí)間,單位s；Gma為陣風(fēng)的最大值，單位m/s.（1-3）m/s;tig為陣風(fēng)開始Constant本例中，陣風(fēng)開始時(shí)間為3秒,陣風(fēng)終止時(shí)間為9秒，陣風(fēng)周期為6秒，陣風(fēng)最大值為6m/s3）漸變

4、風(fēng)速Vrr漸變風(fēng)用來描述風(fēng)速緩慢變化的特點(diǎn),其具體數(shù)學(xué)公式如下：0V=vrramp0tt1rttt2r(1-4)式中：vrampmaxtt2rtt1r2r15)t,”為漸變風(fēng)開始時(shí)間，單位s；t2”為漸變風(fēng)終止時(shí)間，單位s；匕，Vramp為不同時(shí)刻漸變R風(fēng)風(fēng)速，單位m/s；max為漸變風(fēng)的最大值，單位m/s。Constant1（4）噪聲風(fēng)速Vn選擇一個(gè)隨機(jī)噪聲模塊就可以（5）風(fēng)速V=Vb+Vg+Vr+VnConstant12、風(fēng)力機(jī)模型的建立風(fēng)力機(jī)從自然風(fēng)中所索取的能量是有限的，其功率損失部分可以解釋為留在尾流中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。能量的轉(zhuǎn)化將導(dǎo)致功率的下降,它隨所采用的風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的型式而異，因此

5、，風(fēng)力機(jī)的實(shí)際風(fēng)能利用系數(shù)Cp0.593.風(fēng)力機(jī)實(shí)際得到的有用功率為：P=0.5PR2v3C（P,九）（2-1）swP而風(fēng)輪獲得的氣動(dòng)扭矩為:T=0.5P噪3v2C（2-2）rwT其中：P表示有用功率，單位為w；p表示空氣密度，單位為Kg/m；R表示風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，單位VC為m;Vm表示風(fēng)速,單位為m/s；Cp表示風(fēng)能利用系數(shù)；CT表示氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)；并且有：C（卩內(nèi)=心（卩內(nèi)（23）pT(24)九稱為葉尖速比;為風(fēng)輪角速度，單位為rad/s.（1）Cp的搭建(完整)基于matlab的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真Constant2Product2(2)風(fēng)力機(jī)的搭建(包含風(fēng)力機(jī)實(shí)際得到的有用功率Ps，風(fēng)

6、輪獲得的氣動(dòng)扭矩T”)ConstantluConstant3Product43、傳動(dòng)系統(tǒng)模型的建立:本實(shí)驗(yàn)在分析傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，建立系統(tǒng)的剛性軸模型。剛性軸模型認(rèn)為傳動(dòng)系統(tǒng)是剛性的，即低速軸，增速齒輪箱傳動(dòng)軸，高速軸都是剛性的。忽略風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)部分的傳動(dòng)阻尼，最后可得傳動(dòng)系統(tǒng)的簡化運(yùn)動(dòng)方程為:J+n2J)d-=T-nTrgdtrg(3-1)其中：J為風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位Kgm2；n為傳動(dòng)比；Jg為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位Kgm2；Tg為發(fā)電機(jī)的反轉(zhuǎn)矩，單位Nm。并且：(3-2)（完整）基于matlab的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真g為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位rad/s。Constant2傳動(dòng)系統(tǒng)仿真模塊4

7、、發(fā)電機(jī)模型的建立：本實(shí)驗(yàn)只建立發(fā)電機(jī)的模型，而忽略變頻裝置.發(fā)電機(jī)的反扭矩方程為gmU2r1（CrOri2i1ooT二(0OgiIg1丿+(x+CxJii24-1)42)O=gOGg其中：g為發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)；m為相數(shù)；U為電壓；C為修正系數(shù);0（為發(fā)電機(jī)的當(dāng)量轉(zhuǎn)速;g為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；o為發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速;r1，x分別為定子繞組的電阻和漏抗;，x2分別為歸算后轉(zhuǎn)子繞組的電阻和漏抗，單位為Q.x1Add發(fā)電機(jī)反扭矩仿真模塊4、所有模塊鏈接Product1Scope1Constant3四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析:1、風(fēng)速仿真結(jié)果基本風(fēng)速時(shí)I可單位怡imeDffBet:陣風(fēng)風(fēng)速卩g漸變風(fēng)速匕隨機(jī)噪聲風(fēng)速總的

8、風(fēng)速模型2、風(fēng)力機(jī)仿真結(jié)果p仿真波形rimeoffset:0s的仿真波形Tr的仿真波形3、傳動(dòng)系統(tǒng)仿真結(jié)果Wr的仿真波形4、發(fā)電機(jī)仿真結(jié)果co-ilm&offaatQU1仿真波形BB1012aImsofTbet0WG仿真波形Te的仿真波形5、風(fēng)力機(jī)組模型仿真結(jié)果W的仿真波形風(fēng)速、輸出功率波形都在上面給出波形了,這里不再給出.6、結(jié)果分析（1）由上圖可知系統(tǒng)輸出的功率波形與輸入的風(fēng)速有關(guān)，由于系統(tǒng)中存在噪聲所以輸出地功率存在很大的噪聲,風(fēng)輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的輸出功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定輸出功率。（2）輸出地角速度在一段時(shí)間后趨于穩(wěn)定狀態(tài)。角速度沒有太大的沖擊變化，對(duì)硬件機(jī)器的損壞很小。（3）功率系數(shù)圖可以看出

9、，風(fēng)能利用系數(shù)比較低，基本運(yùn)行在0。35以下,必會(huì)造成風(fēng)能的極大浪費(fèi).（4）風(fēng)輪轉(zhuǎn)速基本一直運(yùn)行在0.9rad/s以下，而文章的風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速為19.8r/min，即2。0724rad/s.在此種情況下，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于額定轉(zhuǎn)速，從而必定導(dǎo)致發(fā)電量不足，發(fā)電效率低下.五、實(shí)驗(yàn)心得通過本次的學(xué)習(xí)對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)有利一定的了解，風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)不需要燃料、不占耕地、沒有污染，運(yùn)行成本低.;風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景非常廣闊，為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染.我國風(fēng)能資源十分豐富，它是一種干凈的可再生能源；風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景非常廣闊，其優(yōu)缺點(diǎn)在于:它的優(yōu)勢(shì)不需要燃料、不占耕地、沒有污染，運(yùn)行成本

10、低,我國風(fēng)力資源豐富，缺點(diǎn),效率低,造價(jià)昂貴，技術(shù)有待改進(jìn)，管理不夠完善.通過查閱資料和老師及同學(xué)的討論，完成了試驗(yàn)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有了深刻的了解和認(rèn)識(shí)，為（完整）基于matlab的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真以后的發(fā)展和工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，本次試驗(yàn)時(shí)通過MATLAB對(duì)風(fēng)力發(fā)機(jī)的風(fēng)力機(jī)模型、傳動(dòng)裝置、發(fā)電機(jī)模型及風(fēng)速進(jìn)行了仿真,分析每部分之間的關(guān)系，為以后深入的學(xué)習(xí)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)打下了良好的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)二：低/高風(fēng)速時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的控制器設(shè)計(jì)姓名：繆澤學(xué)號(hào):031240601一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：1.1掌握模糊控制系統(tǒng)的原理及實(shí)現(xiàn)方法；1。2掌握風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在高風(fēng)速和低風(fēng)速時(shí)的控制原理研究方法；1.

11、3掌握控制器對(duì)鋒利機(jī)組的優(yōu)化方法；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:2。1對(duì)模糊控制系統(tǒng)的原理進(jìn)行學(xué)習(xí)研究,并且遵循模糊控制器設(shè)計(jì)的規(guī)則和方法，設(shè)計(jì)適合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的模糊控制器.如在高風(fēng)速時(shí)隨著風(fēng)速以及風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的變化，通過控制變槳距不斷的調(diào)整槳距角，使風(fēng)輪的功率因數(shù)變化，從而改變輸出功率,使輸出功率始終維持在一個(gè)合理的恒值狀態(tài)。2.2對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在高風(fēng)速和低風(fēng)速時(shí)的控制原理研究，并針對(duì)系統(tǒng)控制原理的特點(diǎn),分別設(shè)計(jì)了模糊控制器，繼而進(jìn)行了高風(fēng)速和低風(fēng)速時(shí)的仿真研究,并且將數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，比對(duì)證明模糊控制系統(tǒng)是否成功，同時(shí)找出系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)和不足，進(jìn)行推廣和改造。三、實(shí)驗(yàn)原理：模糊控制系統(tǒng)一般主要由模糊控制器，輸入

12、/輸出接口電路，廣義對(duì)象以及檢測裝置構(gòu)成模糊控制器是模糊控制系統(tǒng)的核心，其主要作用是完成輸入精確量的模糊化處理，并運(yùn)用模糊（完整）基于matlab的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算，進(jìn)而進(jìn)行模糊推理決策運(yùn)算以及精細(xì)化處理等重要過程.其是一個(gè)模糊控制系統(tǒng)優(yōu)劣性能的指標(biāo)。輸入輸出接口電路是模糊控制器連接前后系統(tǒng)的兩個(gè)通道口，其作用是用來傳遞信號(hào)，并完成模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，用以控制執(zhí)行器的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)控制被控對(duì)象的目的。廣義對(duì)象包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控對(duì)象兩部分.檢測裝置在模糊控制系統(tǒng)中占據(jù)非常重要的地位，其精度直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，因此要求其精度高，可靠且穩(wěn)定性好。模糊控制系統(tǒng)的

13、工作原理是:由檢測裝置的數(shù)據(jù)采集單元獲取被控變量，經(jīng)轉(zhuǎn)換和運(yùn)算處理后,輸出精確值，然后精確值和給定值進(jìn)行比較獲得精確偏差，經(jīng)模糊控制器進(jìn)行模糊化處理,模糊規(guī)則及推理運(yùn)算，最后經(jīng)過精確化處理輸出精確量，經(jīng)接口轉(zhuǎn)換送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行，使之達(dá)到控制對(duì)象的目的。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：4.1模糊控制器模型（完整）基于matlab的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真加入控制器及濾波器前后的波形及加入控制器和濾波器的波形4.2結(jié)果分析通過對(duì)上面波形對(duì)比可知兩個(gè)波形都存在噪聲的干擾，但是在沒有加入控制器的沖擊很大會(huì)對(duì)后期的產(chǎn)生很大的麻煩，同時(shí)也會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)會(huì)有一定的損壞.波形在控制器的基礎(chǔ)上增加了濾波裝置，使輸出的波形更加的平滑、穩(wěn)定，更有利于風(fēng)機(jī)的功率輸出.五、實(shí)驗(yàn)心得通過本次實(shí)驗(yàn)我學(xué)會(huì)了模糊控制的設(shè)計(jì)和使用及濾波器在系統(tǒng)中的重要性，模糊控制是利用模糊數(shù)學(xué)的基本思想和理論的控制