طراحي جبران‌ساز توزيع‌شده موازي فازي براي ناحيه جذب حداكثر توان از يك توربين باد

Parallel Distributed Compensation based Fuzzy Control Design for A Wind Turbine

توربين بادي يكي از مهم‌ترين منابع توليد برق است كه سريع‌ترين رشد را در بين منابع تجديدپذير انرژي از لحاظ ظرفيت توليد، به خود اختصاص داده است. دغدغه كار كنترل بر روي اين سيستم، به‌سبب برداشت انرژي با بازدهي بالا، همواره مد نظر محققان بوده است. از آنجايي كه توربين بادي داراي يك مدل رياضي غيرخطي است، براي استفاده از تكنيك‌هاي كنترل خطي در اين گزارش، ترم غيرخطي برحسب يك پارامتر خطي‌سازي شده و سپس مدل فازي T-S بر روي مدل‌هاي خطي كارگزاري مي‌شود تا متناسب با سرعت باد، استنتاجي از مدل‌هاي خطي شده را در هر لحظه نتيجه دهد. در مرحله بعد، يك كنترل‌كننده بهره برنامه‌ريزي‌شده فازي تحت عنوان «جبران‌ساز توزيع‌شده موازي (PDC)» در فضاي حالت استفاده شده است كه مبتني بر مدل فازي T-S توربين بادي، با تغيير سرعت باد تغييرات لازم در بهره‌هاي بازگشتي را اعمال مي‌كند. با توجه به تداخل توابع عضويت در مدل توربين و كنترل‌كننده، به‌كمك تابع Lyapunov مخصوص با استفاده از نامساوي‌هاي ماتريسي خطي اثبات مي‌گردد كه كنترل‌كننده طراحي‌شده، سيستم پايداري را ايجاد كرده است. در نهايت، مقايسه‌اي بين كنترل‌كننده‌هاي كلاسيك تناسبي‌ـ‌انتگرال‌گير‌ـ‌مشتق‌گير (PID) و طرح مقاله صورت گرفته است.

Wind turbine is one of the important electrical power sources which have fastest growth rate among renewable energy sources. Several researchers have had contributions in maximizing power efficiency of wind turbines. To take advantages of linear control technique, this paper is devoted to linear the wind turbine nonlinear dynamics with respect to one parameter. Afterwards a fuzzy T-S model is implemented over linear models. Therefore output of the fuzzy model would be a linear model. This simplification allows using a gain scheduling controller named PDC. This controller is designed based on T-S fuzzy model of the wind turbine to apply appropriate feedback gains corresponding to the wind speed variations. Considering common areas of the wind turbine model and the controller membership functions, in conjunction with LMIs analysis a Lyapunov function is proposed to improve the stability. Finally a comparison is down between PID controller and the article approach.