基于多種群遺傳算法的電動變槳系統的變論域模糊控制
摘要:基于多種群遺傳優化算法的電動變槳系統的變論域模糊控制方法。在該方法中,通過分析確定變論域伸縮因子的結構,利用多種群遺傳算法優化其參數,實現伸縮因子參數的智能尋優,有效解決了模糊控制器精度不高、模糊控制中規則數量與控制精度之間的矛盾。在遺傳算法迭代中,染色體采用實數編碼、多種群、多目標并行搜索,利用較優個體較少保持代數作為算法終止判斷。將設計的優化變論域模糊控制器應用于電動變槳系統的速度控制中,根據速度環的性能指標建立合適的目標函數,通過對基本論域自適應調整,實現了速度環的自適應控制。仿真結果表明,基于多種群遺傳優化算法的變論域模糊控制在動態性能和穩態性能上優于變論域模糊控制。
1 引 言
隨著單機容量的不斷增大,變距型風力發電機組已成為大型風力發電機組的主流。變槳距系統作為變距型風力發電機組的核心部件,其設計是否合理,將直接影響到變距型風力發電機組能否安全、正常、可靠的運行。目前,我國風機整機生產企業大多數為組裝型企業,而國產化率高的產品,實際上多集中在技術含量較低的設備上,關鍵設備多數依靠國外進口,缺乏核心技術和自主知識產權[1]。
電動變槳是一種典型的時變、非線性、大慣性、模型復雜的系統。
變槳速度控制是電動變槳控制系統中的重要環節,提高系統抗負載擾動能力,抑制速度的波動是電動變槳系統速度控制所需具備的性能,在執行變槳的過程中負荷多變,干擾因素復雜。文獻[2]提出了基于分段PI控制的變槳控制方法,文獻[3]提出了基于模糊控制的變槳控制方法,文獻[4]提出了模糊PID-PID雙模變槳控制策略。若采用傳統的PID控制算法,將難以達到理想的性能指標[3-5];普通的模糊控制器具有PD調節特性[5],存在控制精度不高,調節死區等問題。
要提高控制精度,就意味著要增加控制規則的數量,規則數量與控制精度之間的矛盾限制了模糊控制器的應用[7]。
為了解決模糊控制控制精度不高、調節死區等問題,文獻[8-12]提出了變論域模糊控制方法。本文采用多種群遺傳優化方法對模糊控制算法中的伸縮因子進行智能尋優,構成一種基于多種群遺傳算法的變論域模糊控制,以提高變槳系統控制的動態性能和穩態性能。
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