Моделирование системы управления ВГЭУ в среде МATLAB/SIMULINK

Схема моделирования СУ ВГЭУ с использованием магнитопорошковой муфты приведена на рис. 4. Результаты исследования во временной области для синусоидального изменения ветра и для скачкообразного изменения ветра приведены соответственно на рис. 5 и рис. 6.

Рисунок 4 Схема моделирования СУ ВГЭУ

На схеме приведены следующие обозначения:

ЗУ – задающее устройство; ЦМ – центробежный маятник; ВСП– вспомогательный сервопривод; ГСП – главный сервопривод; ИР – изодромный регулятор;

ОУ – объект управления (турбина);

– задающий сигнал;

– разностный сигнал ошибки;

– выходной сигнал центробежного маятника;

– сигнал ошибки;

–выходной сигнал вспомогательного сервопривода;

– выходной сигнал главного сервопривода;

–выходной сигнал изодромного регулятора;

– выходной сигнал объекта управления.

Для формирования диаграммы скачкообразно изменяющегося ветрового возмущения воспользуемся группой блоков Stер1 – Stер5, таким образом, задавая различные значения скорости ветра в различные моменты времени. Блок Sin Wave подойдет для формирования синусоидально изменяющегося ветрового возмущения. Для имитации нагрузки воспользуемся блоком. Stер 6.

Представлен анализ качества функционирования ВЭУ в условиях изменяющихся ветрового потока, нагрузки и углов установки лопастей.
Полученная математическая модель объекта управления ВЭУ вертикально–осевого типа позволяет провести исследования влияния различных типов
ветрового воздействия, а также нагрузки на показатели качества замкнутой системы. Особенностью функциональной схемы системы управления ветроэнергетической установкой является использование принципа управления путем изменения угла поворота лопастей. Введение внутренних обратных связей в системе по углу отклонения лопасти и ее угловой скорости поворота, а также наличие внешней обратной связи по угловой скорости вращения электрогенератора позволило значительно повысить качество управления.

Рисунок 5 Машинное моделирование системы

Рисунок 6 Результаты моделирования СУ ВГЭУ с магнитопорошковой муфтой для синусоидального изменения ветра во временной области,

1 – сигнал с ГЭУ, 2 – сигнал с ВЭУ, 3 – сигнал с ВГЭУ;

а – без нагрузки, б – с нагрузкой.

Рисунок 7 Результаты моделирования СУ ВГЭУ с магнитопорошковой муфтой для скачкообразного изменения ветра во временной области,

1 – сигнал с ГЭУ, 2 – сигнал с ВЭУ, 3 – сигнал с ВГЭУ;

а – без нагрузки, б – с нагрузкой.

Рисунок 8 Моделирование СУ ВГЭУ с оператором

Рисунок 9 Результаты моделирования СУ ВГЭУ с оператором для

синусоидального изменения ветра во временной области,

1 – сигнал с ГЭУ, 2 – сигнал с ВЭУ, 3 – сигнал с ВГЭУ;

а – без нагрузки, б – с нагрузкой.

Рисунок 10 Результаты моделирования СУ ВГЭУ с оператором для

скачкообразного изменения ветра во временной области,

1 – сигнал с ГЭУ, 2 – сигнал с ВЭУ, 3 – сигнал с ВГЭУ;

а – без нагрузки, б – с нагрузкой.

Рисунок 11 Моделирование СУ ВГЭУ с оператором

Рисунок 12 Результаты моделирования СУ ВГЭУ с оператором для

синусоидального изменения ветра во временной области,

1 – сигнал с ГЭУ, 2 – сигнал с ВЭУ, 3 – сигнал с ВГЭУ;

а – без нагрузки, б – с нагрузкой.

Рисунок 13 Результаты моделирования СУ ВГЭУ с оператором для

скачкообразного изменения ветра во временной области,

1 – сигнал с ГЭУ, 2 – сигнал с ВЭУ, 3 – сигнал с ВГЭУ;

а – без нагрузки, б – с нагрузкой.

ЛЕКЦИЯ №7