河北工业大学李文华获国家专利权
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龙图腾网获悉河北工业大学申请的专利一种风力发电系统PID参数整定方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115296334B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210920634.3,技术领域涉及:H02J3/38;该发明授权一种风力发电系统PID参数整定方法是由李文华;王佳聪设计研发完成,并于2022-08-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种风力发电系统PID参数整定方法在说明书摘要公布了:本发明涉及风力发电技术领域,尤其涉及一种风力发电系统PID参数整定方法,通过采集随机风速模型的风速数据和发电机实际转速数据,计算发电机最佳转速与发电机实际转速的误差,并将计算得到的误差作为分数阶PID控制器的输入信号,利用差分进化算法对分数阶PID控制器的参数进行寻优。本发明采用差分进化算法,收敛速度快、搜索精度高,提高了参数整定速度和准确度,具有更好的鲁棒性,且该方法的整定过程中对电机参数依赖小,通用性强,可广泛用于工程实践。
本发明授权一种风力发电系统PID参数整定方法在权利要求书中公布了:1.一种风力发电系统PID参数整定方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤S10,搭建随机风速模型及包含有分数阶PID控制器的永磁同步发电仿真模型; 步骤S20,实时采集随机风速模型的风速数据,根据t时刻风速vt、计算得到t时刻发电机最佳转速ωoptt; 步骤S30,实时采集发电机实际转速数据,计算发电机最佳转速ωoptt与t时刻采集的发电机实际转速ωt的误差et, et=ωoptt-ωt; 步骤S40,将误差et作为分数阶PID控制器的输入信号,利用差分进化算法对分数阶PID控制器的参数进行寻优,所述分数阶PID控制器的控制方程为: ut=Kpet+KiD-∝et+KdDμet 其中,ut为分数阶PID控制器的输出信号,用于控制发电机转速;∝,μ为分数阶控制的阶次,∝,μ∈[0,1.5];Kp为比例调节系数;Ki为积分调节系数;Kd为微分调节系数;算子D-∝表示分数阶Grünwald-Letnikov型积分算子;Dμ表示分数阶Grünwald-Letnikov型微分算子, 步骤S40中对分数阶PID控制器寻优的参数包括∝,μ,Kp,Ki,Kd 所述步骤S40具体包括:步骤S41,生成初始种群,设定待优化参数维度M,设定种群大小NP,种群中的每个个体表示为M维向量 其中,i=0,1,…,NP-1; g表示当前种群迭代数,令g=0,随机生成初始种群; 步骤S42,设定最大种群迭代数gmax,设定比较常数θ,确定优化目标函数,优化目标函数如下, 其中,f为适应度值, 若第g代种群个体对应的适应度值小于θ,或者g=gmax,则输出结束; 否则,执行步骤S43; 步骤S43,进行变异操作,设定变异算子F,生成变异向量 其中,i=0,1,…,NP-1;g表示当前种群迭代数;表示第g代种群的第i个变异个体;r0,r1,r2∈{0,1,…,NP-1},且r0,r1,r2互不相同; 步骤S44,进行重组操作,得到新的临时种群,设定交叉因子CR,生成试验向量 其中,i=0,1,…,NP-1;g表示当前种群迭代数;表示第g代种群的第i个试验个体; 步骤S45,进行选择操作,通过优化目标函数计算原种群个体和临时种群个体的适应度值,保留适应度值优的个体,得到的个体进入下一代种群,选择过程如下, 其中,i=0,1,…,NP-1;g表示当前种群迭代数;表示第g+1代种群的第i个选择个体;表示个体的适应度值;表示个体的适应度值; 步骤S46,令g自加一,转到步骤S42。
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