Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Rodrigues, Michel Ney de Almeida Barroso
Orientador(a): Nogueira, Fabrício Gonzalez
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Sistema de geração eólica
Gerador elétrico
Energia eólica
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68469
Resumo: The present work presents the establishment of a simulator for position and speed control loops in wind turbines pitch systems which uses DC motors to rotate their blades along with a non-linear controller proposal to replace the classical speed regulator. To assess the simulator’s efficacy there were graphical and statistical comparisons between the simulator’s resulting signal and its pair from field measurements. The non-linear controller structure is built around a state feedback with integral action to allow a reference tracking and disturbances compensations. It was also added a H∞ norm and D-stability to, respectively, minimize a second state from the plant and grant more degrees of freedom for pole allocation through a solution of Linear Matrices Inequalities. In all scenarios the proposed control resulted in an agile reference tracking in addition to minimizing the required electrical current to counterpart the disturbances
id UFC-7_45a2ff39cd3daca7b29fbf3e41b82df5
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/68469
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Rodrigues, Michel Ney de Almeida BarrosoNogueira, Fabrício Gonzalez2022-09-22T17:17:53Z2022-09-22T17:17:53Z2022-08-08RODRIGUES, M.N.A.B. Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas. 2022. 81 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68469The present work presents the establishment of a simulator for position and speed control loops in wind turbines pitch systems which uses DC motors to rotate their blades along with a non-linear controller proposal to replace the classical speed regulator. To assess the simulator’s efficacy there were graphical and statistical comparisons between the simulator’s resulting signal and its pair from field measurements. The non-linear controller structure is built around a state feedback with integral action to allow a reference tracking and disturbances compensations. It was also added a H∞ norm and D-stability to, respectively, minimize a second state from the plant and grant more degrees of freedom for pole allocation through a solution of Linear Matrices Inequalities. In all scenarios the proposed control resulted in an agile reference tracking in addition to minimizing the required electrical current to counterpart the disturbancesO presente trabalho apresenta a elaboração de um simulador da malha de controle de posição e velocidade de sistemas de pitch eletromecânicos em aerogeradores de grande porte que usam motores de corrente contínua com excitação independente para a movimentação de suas pás, bem como na proposição de um controlador não-linear para a substituição do regulador de velocidade. Assim, a primeira etapa consiste na elaboração do simulador juntamente com sua avaliação de eficácia. O simulador foi escrito no ambiente de simulação, Simulink, conforme encontrado no diagrama de blocos de controle presente no sistema de pitch e, em seguida, foram realizadas comparações gráficas e estatísticas entre o sinal de saída do simulador e respectivo sinal de saída advindo da medição de campo, quando utilizada a mesma referência. Para diversificar esta etapa de estudo de avaliação e reduzir a possibilidade de uma simulação enviesada, os sinais de campo foram coletados de dois momentos temporalmente distintos. Uma vez garantida a eficácia do simulador, iniciou-se a segunda etapa que consiste na substituição do controlador clássico implementado em campo por um controlador robusto baseado em uma estrutura de retroalimentação de estados com ação integral e condições da norma H∞ e D-estabilidade que permitem, através da solução de inequações matriciais lineares, o seguimento de referência com anulação de erro em regime, graus de liberdade para alocação de polos e mitigação de um segundo estado da planta. Novamente são repetidos os dois cenários temporais distintos e os resultados da simulação utilizando o controlador proposto são comparados com os obtidos na etapa anterior. Finalmente concluiu-se que os objetivos de estabilidade, seguimento de referência, mitigação de perturbações e redução da corrente de resposta para movimentação foram alcançados.Sistema de geração eólicaGerador elétricoEnergia eólicaModelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2022_dis_mnabrodrigues.pdf2022_dis_mnabrodrigues.pdfapplication/pdf8225290http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/68469/3/2022_dis_mnabrodrigues.pdf3ef63749c764e71e2e5c1b633bdad17cMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82152http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/68469/4/license.txtfb3ad2d23d9790966439580114baefafMD54riufc/684692022-09-22 14:17:53.191oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2022-09-22T17:17:53Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas
title Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas
spellingShingle Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas
Rodrigues, Michel Ney de Almeida Barroso
Sistema de geração eólica
Gerador elétrico
Energia eólica
title_short Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas
title_full Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas
title_fullStr Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas
title_full_unstemmed Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas
title_sort Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas
author Rodrigues, Michel Ney de Almeida Barroso
author_facet Rodrigues, Michel Ney de Almeida Barroso
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Rodrigues, Michel Ney de Almeida Barroso
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Nogueira, Fabrício Gonzalez
contributor_str_mv Nogueira, Fabrício Gonzalez
dc.subject.por.fl_str_mv Sistema de geração eólica
Gerador elétrico
Energia eólica
topic Sistema de geração eólica
Gerador elétrico
Energia eólica
description The present work presents the establishment of a simulator for position and speed control loops in wind turbines pitch systems which uses DC motors to rotate their blades along with a non-linear controller proposal to replace the classical speed regulator. To assess the simulator’s efficacy there were graphical and statistical comparisons between the simulator’s resulting signal and its pair from field measurements. The non-linear controller structure is built around a state feedback with integral action to allow a reference tracking and disturbances compensations. It was also added a H∞ norm and D-stability to, respectively, minimize a second state from the plant and grant more degrees of freedom for pole allocation through a solution of Linear Matrices Inequalities. In all scenarios the proposed control resulted in an agile reference tracking in addition to minimizing the required electrical current to counterpart the disturbances
publishDate 2022
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2022-09-22T17:17:53Z
dc.date.available.fl_str_mv 2022-09-22T17:17:53Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2022-08-08
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv RODRIGUES, M.N.A.B. Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas. 2022. 81 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68469
identifier_str_mv RODRIGUES, M.N.A.B. Modelagem e controle robusto de sistema de Pitch e turbinas eólicas. 2022. 81 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68469
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/68469/3/2022_dis_mnabrodrigues.pdf
http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/68469/4/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 3ef63749c764e71e2e5c1b633bdad17c
fb3ad2d23d9790966439580114baefaf
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1847793355545640960

Registros relacionados