پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 21 |
| تعداد شماره‌ها | 644 |
| تعداد مقالات | 9,418 |
| تعداد مشاهده مقاله | 68,157,476 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 42,584,415 |
کنترل بهینه توربین با انرژی تجدید پذیر با استفاده از روش ICACO و PID با تغییر زاویه گام پره | ||
| مدل سازی در مهندسی | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 26 خرداد 1404 اصل مقاله (833.93 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله مکانیک | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2025.36349.2776 | ||
| نویسندگان | ||
| حمیدرضا خسروی؛ مهدی راغبی؛ مجتبی شیخی ازغندی* | ||
| گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 07 دی 1403، تاریخ بازنگری: 22 فروردین 1404، تاریخ پذیرش: 06 اردیبهشت 1404 | ||
| چکیده | ||
| یکی از چالش‌های مهم مهندسی توربین بادی، طراحی کنترلکننده با کمک تنظیم زاویه پره‌ها یا زاویه گام توربین بادی است. قابلیت اطمینان، ایمنی و به حداکثر رساندن توان خروجی یک توربین بادی همگی تحت تاثیر این کنترلکننده قرار دارند. در این پژوهش، طراحی و بهینه‌سازی یک کنترلکننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID) برای توربین بادی پنج مگاواتی تجدیدپذیر انجام شده است. با توجه به پیچیدگی و غیرخطی بودن مسأله و بالا بودن مقدار زمان مورد نیاز برای تحلیل آن، نیاز مبرمی به استفاده از یک روش بهینه‌سازی قدرتمند و در عین حال دارای همگرایی سریع احساس شد. برای این منظور از الگوریتم بهینه‌سازی فراابتکاری ترکیبی رقابت استعماری-مورچه (ICACO) جهت یافتن ضرایب بهینه کنترلکننده برای رسیدن به حداقل انحراف توان تولیدی توربین و رسیدن به حداکثر بازده آن استفاده شد. در این پژوهش متغیرهای طراحی ضرایب کنترل کننده و پارامترهای کنترلی زاویه گام توربین است. تمامی مراحل تحلیل مسأله شامل ایجاد و مدل‌سازی باد در حالت سه بعدی، تحلیل توربین در اثر اعمال باد ذکر شده، به‌کارگیری کنترل کننده و الگوریتم بهینه‌سازی فراابتکاری ترکیبی و ارتباط بین آنها در محیط نرم‌افزار MATLAB و سیمولینک، کدنویسی و اعمال شده است. نتایج ارائه شده حاکی از قدرت روش بهینه‌سازی در یافتن ضرایب بهینه و بالا بردن بازده عملیاتی توربین است. روش پیشنهادی توانسته حدود 85 درصد میزان انحراف توان تولیدی از مقدار توان تولیدی اولیه را کاهش دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| توربین بادی؛ بهینه‌سازی فراابتکاری ترکیبی؛ کنترلکننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی؛ انرژی تجدیدپذیر؛ زاویه گام پره | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Optimal Control of Renewable Energy Turbine using PID controller and ICACO method by Blade Pitch System | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Hamidreza Khosravi؛ Mehdi Raghebi؛ Mojtaba Sheikhi Azqandi | ||
| Department of Mechanical Engineering, University of Birjand, Birjand.Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| One of the major engineering challenges is the design of a wind turbine controller by adjusting the blade pitch angle of the wind turbine. This controller affects the reliability and safety of a wind turbine and maximizes its output power. In this research, a proportional-integral-derivative (PID) controller has been designed and optimized for a 5 MW renewable wind turbine. Given the complexity and nonlinearity of the problem and the high amount of time required to analyze it, an urgent need was felt to apply a robust optimization method with fast convergence. For this purpose, imperialist competitive ant colony optimization (ICACO), which is a hybrid metaheuristic optimization algorithm, was used to find the optimal controller coefficients to achieve the minimum deviation of the turbine's power output and maximum efficiency. In this study, the design variables are the controller coefficients and the control parameters of the turbine, and the blade pitch angles. All steps of the problem analysis, including the creation and modeling of three-dimensional wind in real conditions, turbine analysis under the mentioned wind conditions, applying the controller and the hybrid metaheuristic optimization algorithm, and the link between them, have been coded and performed in the MATLAB and Simulink software environments. The presented results indicate the power of the optimization method in finding the optimal coefficients and increasing the operational efficiency of the turbine. The proposed method has been able to reduce the deviation of the generated power from the initial generated power by about 85 percent. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Wind turbine, Hybrid Meta-heuristic optimization, PID controller, Renewable energy, Blade pitch | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 56 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 29 |
||