Değişken hızlı rüzgar türbinin ve geri dönüşlü çeviricinin doğrusal olmayan denetleyici tasarımı

Abstract

Bu çalışmada, sabit mıknatıslı senkronize jeneratörlü, değişken hızlı rüzgar türbininin denetim problemine dayanıklı geri adımlamalı yaklaşım sunuldu. Özellikle elektrik ve mekanik alt sistemlerindeki belirsiz parametrelerin olumsuz etkisinin yok edilmesi için, türevlenebilir dayanıklı denetim terimli dayanıklı denetim önerildi. Önerilen denetim metodu; takip hatasının bir zarf eşliğinde düzenli olarak küçük ayarlanabilen bir sınır içinde yakınsaması destekler. Sistemin kararlılığı Lyapunov temelli teknik kullanılarak desteklendi. Önerilen denetleyicinin etkinliği, uygulanabilirliği ve etkisi, benzetim çalışmasında standart oran-integral denetleyici ile karşılaştırılarak örneklendirildi. Bunun dışında; geri dönüşlü çeviricinin denetimi için; iki doğrusal olmayan denetim metotu önerildi. Geri adımlamalı ve kayan kipli denetim yöntemleri kullanılarak, çıkış gerilimi istenen gerim değerine dolaylı olarak ayarlandı. Önerilen metodların etkinliği deneysel ve benzetim sonuçlarında gösterildi. Anahtar Kelimeler: Değişken Hızlı Rüzgar Türbinleri (DHRT), Dayanıklı Geri Adımlamalı Denetim (DGAD), Geri Dönüşlü Çevirici (GDÇ), Kayan Kipli Denetim (KKD).

In this study, a robust backstepping approach for the control problem of the variable speed wind turbine with permanent magnet synchronous generator has been presented. Specifically, to overcome the negative effects of parametric uncertainty of mechanical and electrical subsystems, a robust controller with a differentiable compensation term has been proposed. The proposed methodology ensures the generator velocity tracking error to uniformly approach a small bound where practical tracking is achieved. Stability of the overall system is ensured by Lyapunov?based arguments. Comparative simulation studies with a standard PI?type controller are performed to illustrate the effectiveness, feasibility and efficiency of the proposed controller. Otherwise two nonlinear control methodologies for the flyback type DC to DC converter are proposed. The proposed methods use a backstepping and sliding mode approach to regulate the corresponding current required to set the output voltage to its desired value as opposed to directly regulating the output voltage. Simulation and experimental results are presented to illustrate the effectiveness of the proposed methods. Key Words: Variable Speed Wind Turbines (VSWT); Robust Backstepping Control (RBC); Flyback Converter (FC); Sliding Mode Control (SMC).