Nonlinear robust observer based adaptive control design for variable speed wind turbine
Other Title(s)
تصميم وحدة تحكم تكيفية مرتكزة على مراقب لا خطي قوي لتوربينات الرياح متغيرة السرعة
Joint Authors
Singh, Navdeep
Pratap, Bhanu
Swarup, Akhilesh
Source
Journal of Engineering Research
Issue
Vol. 7, Issue 3 (30 Sep. 2019), pp.258-285, 28 p.
Publisher
Kuwait University Academic Publication Council
Publication Date
2019-09-30
Country of Publication
Kuwait
No. of Pages
28
Main Subjects
Information Technology and Computer Science
Abstract AR
يقترح هذا البحث وحدة تحكم تكيفية قائمة على مراقب لا خطي قوي لتوربين الرياح ثلاثي الشفرات ذي السرعات المتغيرة (VSWT).
و نتيجة لعدم انتظام سرعة الرياح، يعتبر النموذج الديناميكي الهوائي لـ VSWT لا خطي و غير مؤكد بدرجة عالية.
و نظرا لأن سرعة الدوار هي الحالة الوحيدة القابلة للقياس، فقد تم تصميم مراقب الوضع المنزلق (SMO) لتقدير الحالات غير القابلة للقياس.
تم كذلك استخدام مراقب لا خطي للاحتكاك والضوضاء (NFDO) للتعامل مع الاضطرابات الخارجية والآثار الاحتكاكية عبر عمود الدوار و المولد في منظومة VSWT.
و على أساس أجهزة المراقبة المقترحة (SMO و NFDO)، تم تطوير مسيطر للتغذية المرتدة للخرج لـ VSWT باستخدام تقنية التحكم في الوضع شبه المنزلق.
تم تصميم المسيطر المقترح القائم على المراقب لالتقاط أقصى قدر من الطاقة المتاحة من الرياح في ظل أوجه عدم اليقين.
تم إثبات استقرار الحلقة المغلقة للمسيطر المقترح باستخدام خوارزميةdesign Lyapunov-like.
أجريت دراسات المحاكاة التفصيلية لتوضيح الأداء القوي لنظام المراقبة المقترح.
و أخيرا، تم إجراء تحليل مقارن للمسيطر التكيفي المقترح مع وحدات تحكم مختلفة لضمان أداء تعقب قوي مع تأثير تذبذب منخفض، و أخطاء تتبع أقل و جهود تحكم محددة.
Abstract EN
This paper proposes a nonlinear robust observer based adaptive control of a three-bladed-horizontal-axis, variable speed wind turbine (VSWT).
Due to irregular behavior of wind speed, the aerodynamic model of VSWT is considered as highly nonlinear and uncertain.
As the rotor speed is the only measurable state, a sliding mode observer (SMO) is designed for the estimation of unmeasurable states.
Also, a nonlinear friction and disturbance observer (NFDO) is employed to deal with the external disturbances and frictional effects across the shaft of the rotor and generator in VSWT system.
On the basis of proposed observers (SMO and NFDO), an adaptive output feedback controller for VSWT is developed using quasi-sliding mode control technique.
The proposed observer based controller is designed to capture maximum power available from the wind in the presence of uncertainties.
The closed-loop stability of proposed observer based controller has been proven using Lyapunov-like design algorithm.
The detailed simulation studies have been carried out to illustrate the robust performance of the proposed observer based control scheme.
Finally, a comparative analysis of proposed adaptive controller with various controllers has been done to ensure the robust tracking performance with low chattering effect, lesser tracking errors, and bounded control efforts.
American Psychological Association (APA)
Singh, Navdeep& Pratap, Bhanu& Swarup, Akhilesh. 2019. Nonlinear robust observer based adaptive control design for variable speed wind turbine. Journal of Engineering Research،Vol. 7, no. 3, pp.258-285.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1494773
Modern Language Association (MLA)
Singh, Navdeep…[et al.]. Nonlinear robust observer based adaptive control design for variable speed wind turbine. Journal of Engineering Research Vol. 7, no. 3 (Sep. 2019), pp.258-285.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1494773
American Medical Association (AMA)
Singh, Navdeep& Pratap, Bhanu& Swarup, Akhilesh. Nonlinear robust observer based adaptive control design for variable speed wind turbine. Journal of Engineering Research. 2019. Vol. 7, no. 3, pp.258-285.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1494773
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 282-284
Record ID
BIM-1494773