基于vxworks的风电机组数据采集处理及控制系统研究

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1、学校代码：密级：公开七交遥乂事硕士专业学位论文基于的风电机组数据采集处理及控制系统研究作者姓名王腾工程领域控制工程指导教师刘峰副教授培养院系电子信息工程学院二零一五年六月硕士专业学位论文基于的风电机组数据釆集处理及控制系统研宄作者：王腾导师：刘峰北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交

2、论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名分李：找导师签名：签字日期：年‘月政日签字日期：年月过日学校代码：密级：公开北京交通大学硕士专业学位论文基于的风电机组数据釆集处理及控制系统研宄作者姓名：王腾学号：导师姓名：刘峰职称：副教授工程硕士专业领域：控制工程学位级别：硕士北京交通大学年月致谢在论文完成之际，我也即将圆满完成我的研宄生学业。回顾这两年的研宄生生涯，太多的画面在我脑海中播放：老师和蔼可亲的面孔，耐心的教诲和辅

3、导，以及同学之间相互帮助，相互鼓励，一起奋斗，一起前进的美好时光。在这人生旅途中有大家的陪伴，让我心中充满奋斗的力量，也给我留下了终生难忘的美好记忆。首先我要衷心的感谢我的导师刘峰副教授，在我研究生生涯中，刘老师给予了我莫大的关怀和鼓舞，我的所有学习和研宄工作都是在刘老师的悉心照料下开展的。刘老师严谨的治学态度和渊博的知识教会了我做研宄的方法；刘老师豁达的人生观念和待人接物的朴实态度教会了我怎样做人做事。在与刘老师相处的两年生活中，不管是在学习还是生活中都使我受益匪浅，收获颇多。衷心的感谢智能及再生能源中心研宄中心的各

4、位老师和同学的大力帮助。在论文的撰写期间，我的寝室舍友王利祥、王东齐也给予了我莫大的支持，我的学长雷志帮、孙宗坡，以及我的同学曾强、王文博、李晓宇、南迪、刘阳、刘孝辉、李发军等同学，感谢他们一路的陪伴和照顾，祝愿你们在未来的生活工作中更上一层楼。最后，衷心的感谢我的父母、家人以及朋友们。在我二十多年的求学生涯中，始终有他们无私的支持与奉献关爱着我，让我的人生旅途充满欢欣与鼓舞，祝他们身体健康，永远平安幸福！再次向所有帮助过我的老师，同学和朋友们致以最崇高的敬意！北京交通大学硕士学位论文摘要摘要近年来，传统能源的大量消耗

5、造成了资源紧缺和环境污染等问题。为了满足人类日益增长的能源需求，并减少对环境的破坏，可再生能源的研究和应用得到了飞速发展。其中，风能由于成本低廉、储量巨大等优点，在新能源中发展较快也更为成熟。然而，逐年增长的装机量和不断增大的单机容量对风力发电机的控制系统提出了更高的挑战。本文提出了一种基于嵌入式系统的风电机组数据采集及控制系统设计方案；应用新型的爬山算法和鲁棒自适应控制算法，完成风电机组最大功率桨距角优化跟踪控制；并在系统下进行了设计实现。本文的主要内容如下：介绍了国内外风电发展现状，概述了风电机组的组成和运行原理，

6、明确了风电机组数据采集处理及控制系统的功能需求，并提出了总体设计方案。研究了风电机组数据采集处理及控制系统的硬件设计方案，设计了以为主控制芯片的核心控制板，并详细描述了其硬件结构和基本电路；给出了风机数据采集处理系统的电路设计方案；介绍了风电场远程监控系统的组成。围绕风力发电最大功率点跟踪控制原理，提出了一种新型爬山控制算法用于计算并更新最优功率曲线的斜率值，并设计了鲁棒自适应控制器实现对风机理想转速的跟踪；最后在环境下编写应用程序用于实现上述算法，并用设计了用户显示界面，验证了新型爬山算法的可行性和鲁棒自适应控制器在

7、跟踪理想转速的有效性。关键词：风力发电机组；控制系统；数据釆集处理；最大功率点跟踪；鲁棒自适应控制北京交通大学硕士学位论文；北京交通人学硕士学位论文目录目录中文摘要■课题背景国内外风电发展现状风力发电的国际现状风力发电的国内现状本文研究内容风电机组的运行原理风力发电的理论基础风力发电机的构成变速风力发电机的运行状态风力发电的空气动力学原理空气动力学原理风能的计算最大风能跟踪原理本章小结风电机组数据采集处理及控制系统的硬件设计方案风电机组数据采集系统的总体结构控制器选择及基本电路数据釆集系统电路设计风电机组采集信号传感器

8、信号调理电路设计转换电路系统输出电路监控系统组成本章小结风电机组数据采集处理及控制系统的算法及实现北京交通人学硕十学位论文录系统软件功能设计新型爬山算法研究新型爬山算法风机系数新型爬山算法设计最大功率桨距角优化跟踪控制研究风机模型控制器设计鲁棒自适应跟踪控制基于的软件设计与实现系统框架启动流程应用程序设计流程实验结果及分析本章小结