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正版现货新书风力、光伏发电——容错控制 9787560658452 游国栋

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作者游国栋

出版社西安电子科技大学出版社有限公司

ISBN9787560658452

出版时间2020-11

装帧平装

开本16开

定价35元

货号10954196

上书时间2024-10-05

黎明书店

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目录
第1章绪论…………………………………………………………………………………………… 1 1.1 容错控制技术 ………………………………………………………………………………… 1 1.2 故障检测与诊断 ……………………………………………………………………………… 1 1.3 被动容错控制 ………………………………………………………………………………… 3 1.4 主动容错控制 ………………………………………………………………………………… 4 本章小结……………………………………………………………………………………………… 6 第2章风能转换系统基本原理……………………………………………………………………… 7 2.1 风力发电系统概述 …………………………………………………………………………… 7 2.2 风能转换系统中的容错控制 ………………………………………………………………… 9 2.3 风能转换原理 ………………………………………………………………………………… 10 2.3.1 风力机的空气动力学特性 ……………………………………………………………… 10 2.3.2 风力机的特性参数 ……………………………………………………………………… 11 2.3.3 最大风能捕获 …………………………………………………………………………… 12 2.4 风能转换系统的故障类型 …………………………………………………………………… 13 2.5 风能转换系统动态数学模型 ………………………………………………………………… 14 本章小结 …………………………………………………………………………………………… 16 第3章风能转换系统故障容错控制 ……………………………………………………………… 18 3.1 模糊控制概述 ………………………………………………………………………………… 18 3.1.1 模糊控制系统的组成 …………………………………………………………………… 19 3.1.2 模糊控制模型 …………………………………………………………………………… 20 3.1.3 T S模糊控制的设计 ………………………………………………………………… 24 3.1.4 线性矩阵不等式 ………………………………………………………………………… 26 3.1.5 T S模糊算法在风能转换系统中的应用 …………………………………………… 27 3.2 风能转换系统执行器故障容错控制 ………………………………………………………… 28 3.2.1 执行器故障模型描述 …………………………………………………………………… 28 3.2.2 T S模糊系统不确定参数 …………………………………………………………… 29 3.2.3 观测器设计 ……………………………………………………………………………… 30 3.2.4 鲁棒调度容错控制器设计 ……………………………………………………………… 31 3.2.5 非线性闭环系统稳定性分析 …………………………………………………………… 31 3.2.6 实例分析 ………………………………………………………………………………… 35 3.3 风能转换系统传感器故障容错控制策略 …………………………………………………… 43 3.3.1 传感器故障模型描述 …………………………………………………………………… 43 3.3.2 基于 T S模糊观测器的 FDI设计 …………………………………………………… 44 3.3.3 状态反馈控制器设计 …………………………………………………………………… 46 3.3.4 非线性闭环系统稳定性分析 …………………………………………………………… 46
3.3.5 实例分析 ………………………………………………………………………………… 48 本章小结 …………………………………………………………………………………………… 54 第4章光伏发电系统 ……………………………………………………………………………… 56 4.1 光伏发电系统概述 …………………………………………………………………………… 56 4.1.1 光伏发电特点及其应用 ………………………………………………………………… 56 4.1.2 光伏发电的发展现状及趋势 …………………………………………………………… 58 4.2 光伏电池的原理与工作特性 ………………………………………………………………… 60 4.2.1 光伏电池的原理 ………………………………………………………………………… 60 4.2.2 光伏电池的数学模型 …………………………………………………………………… 60 4.2.3 光伏电池的输出特性 …………………………………………………………………… 62 4.3 光伏发电系统的体系结构 …………………………………………………………………… 65 4.4 部分遮蔽光伏发电系统的建模及 MPPT 控制 …………………………………………… 69 4.4.1 光伏发电系统的建模 …………………………………………………………………… 69 4.4.2 部分遮挡光伏系统 MPPT 控制………………………………………………………… 77 4.4.3 实例分析 ………………………………………………………………………………… 80 本章小结 …………………………………………………………………………………………… 82 第5章光伏发电逆变器故障容错控制 …………………………………………………………… 84 5.1 滑模控制 ……………………………………………………………………………………… 84 5.1.1 概述 ……………………………………………………………………………………… 84 5.1.2 发展概况 ………………………………………………………………………………… 85 5.2 光伏逆变器的电路拓扑 ……………………………………………………………………… 87 5.2.1 隔离型光伏逆变器 ………………………………………………………………………… 87 5.2.2 非隔离型光伏逆变器 ……………………………………………………………………… 88 5.2.3 三电平光伏逆变器 ………………………………………………………………………… 89 5.3 单相光伏并网逆变器故障容错控制 ………………………………………………………… 91 5.3.1 单相光伏并网发电系统 ………………………………………………………………… 92 5.3.2 单相光伏并网逆变器的数学模型 ……………………………………………………… 93 5.3.3 反步滑模控制模型的建立 ……………………………………………………………… 94 5.3.4 实例分析 ………………………………………………………………………………… 96 5.4 三相光伏电压型逆变器容错控制 …………………………………………………………… 98 5.4.1 问题描述 ………………………………………………………………………………… 99 5.4.2 状态估计 ……………………………………………………………………………… 100 5.4.3 抗扰动滑模控制器及其稳定性分析 ………………………………………………… 101 5.4.4 实例分析 ……………………………………………………………………………… 103 5.5 三相光伏 LCL型并网逆变器容错控制 …………………………………………………… 107 5.5.1 问题描述 ……………………………………………………………………………… 108 5.5.2 观测器设计 …………………………………………………………………………… 110 5.5.3 高阶积分滑模容错控制器及其性能分析 …………………………………………… 111 5.5.4 算例分析 ……………………………………………………………………………… 115
5.6 孤岛多逆变器并联传感器容错控制 ……………………………………………………… 119 5.6.1 孤岛 T S模糊模型 …………………………………………………………………… 120 5.6.2 状态观测器 …………………………………………………………………………… 123 5.6.3 T S模糊容错控制器 ………………………………………………………………… 124 5.6.4 实例分析 ……………………………………………………………………………… 127 本章小结…………………………………………………………………………………………… 134 参考文献

内容摘要
    1．1容错控制技术
    容错控制(FauIt’Tolerant control，FTc)技术是伴随着航天航空行业而发展起来的一项前沿技术，其最早可以追溯到20世纪70年代Niederlinkski提出的“完整性控制”(IntegralContr01)的概念，与此同时，Beard教授也开始对容错控制理论可行性进行研究，到了1985年，Eterno等人把容错控制分为主动容错控制(Acri‘ve Fault T0lerant(~ontrol。AFTc)和被动容错控制(Passive Fauh’Tolerant control，PFTC)。经过几十年的发展，目前容错控制理论逐渐趋于成熟，在理论研究和实际工程应用中都取得了较大进展。
    容错控制的基本思想是利用系统的“冗余资源”对系统的故障进行冗余控制，冗余控制又可分为硬件冗余控制和软件冗余控制两个部分。容错控制的目的是当系统的执行器、传感器、元部件发生故障或出现错误时。通过对系统故障实施鲁棒设计、状态重构(state Reconstruction)或控制方法调整等一系列措施．保证系统安全可靠并且按照一定的性能指标继续运行。硬件冗余控制应用的范围相对较小．其主要思想是利用故障器件和冗余“资源”的切换来实现。系统一般会因为增添冗余的器件而变得异常庞大，这在无形之中往往会增大系统的投资成本。软件冗余控制包含主动容错控制和被动容错控制。被动容错控制策略主要针对系统可能发生的已知故障。设置具体的参数控制器，而对于系统可能发生的未知故障．被动容错控制策略收效甚微。主动容错控制主要包括两个部分，即故障检测与隔离(Fault I’)eteetlon and Isolation，FDI)、容错控制器。主动容错控制器的设计一般需要依赖故障诊断的结果．所以FDI在系统容错控制策略中占有重要一环。
    1．2故障检测与诊断
    故障即系统中参数的实际值与原本设定的值之间有偏差，或者说系统没有按照预定的轨迹运行。现代控制系统中的故障是无处不在的，也是无法预测和避免的，但可以通过故障诊断来分析故障的原因，再配合相关的容错控制技术，以减小故障的影响。故障诊断就是故障检测、故障隔离和故障辨识的过程。故障诊断通常被称为故障检测与诊断(FauhDetectlon and[)iagnosis，FI)D)。故障检测就是利用多种检测和测试的方法对系统和设备进行故障判断的过程；之后进一步分析故障大致所在位置的过程称为故障定位，故障隔离就是把故障判定缩小到分系统范围的过程。FDD技术的发展比容错控制的发展早得多。Mehra和Peschon博士在Automatica上发表的论文，以及Beard发表的博士论文。标志着基于解析冗余的故障诊断技术发展的开始。1976年，FDD相关的综述论文被学者willsky
........

精彩内容
本书以作者的科研成果为主线,系统介绍了容错控制技术在风力发电风能转换系统的故障诊断系统和光伏发电逆变器故障诊断系统中的设计和应用。本书共5章,第1章为绪论,简要介绍了容错控制技术和故障诊断技术的起源、定义和基本思想。第2章对风力发电系统的风能转换原理和数学模型进行了介绍,并阐述了其常见的故障类型。第3章针对风能转换系统执行器故障和传感器故障,详细地对各自的故障模型进行了重构,建立了各自的状态观测器和容错控制器,并进行了稳定性性能的设计;第4章介绍了光伏发电系统、太阳能电池的原理与工作特性以及光伏发电系统的体系结构,针对部分遮蔽下的光伏发电系统,详细阐述了部分遮挡情况下多元结构光伏阵列的数学模型的构建和基于粒子群优化算法的最大功率点跟踪方法;第5章则主要阐述了单相光伏发电逆变器、三相光伏电压型逆变器、光伏发电系统 LCL型并网逆变器、孤岛运行微电网多逆变器并联系统的故障诊断及其容错控制的构建,以及稳定性性能的设计。本书可作为高等院校电气工程、电气自动化以及相关专业的教材,也可作为科研机构研究人员的参考书,还可供从事相关工作的工程技术人员参考。

媒体评论
本书以作者的科研成果为主线，系统介绍了容错控制技术在风力发电风能转换系统故障诊断系统和光伏发电逆变器故障诊断系统中的设计和应用。本书可以作为高等院校电气工程及其自动化及其相关专业的教师和研究生教学用书，也可以作为科研机构的研究人员的参考书，也可供从事相关工作的工程技术人员参考。

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