基于强化学习的分布式电推进飞机动力偏航控制

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作者 庞圣钊 刘恒 +3 位作者 王浩宇 程博 陈映雪 毛昭勇 《推进技术》 北大核心 2026年第2期227-234,共8页

分布式电推进飞机通过分布在机翼上的多个电推进器提供推力,这种设计可以利用分布式电推进器产生的推力差实现动力偏航姿态控制,从而提升飞机的飞行效率。为实现飞机的动力偏航控制,需确保分布式电推进器之间协同工作。因此,本文基于深... 分布式电推进飞机通过分布在机翼上的多个电推进器提供推力,这种设计可以利用分布式电推进器产生的推力差实现动力偏航姿态控制,从而提升飞机的飞行效率。为实现飞机的动力偏航控制,需确保分布式电推进器之间协同工作。因此,本文基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)强化学习算法,提出了一种适用于分布式电推进飞机的动力偏航控制方法。以NASA X-57飞机为基础,建立了非线性等效缩比模型,使算法的训练环境更接近真实的飞行环境。结果表明,该方法能够确保分布式电推进器之间推力的合理分配,实现动力偏航控制。与传统控制方法相比,所提方法使飞机的偏航响应调节时间缩短了36.36%,同时保证了飞机的飞行稳定性。 展开更多

关键词 分布式电推进 电动飞机 动力偏航控制 推力分配 飞行控制 强化学习

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基于PLC风电机组偏航控制系统的研究与应用 被引量：2

2

作者 刘泳 《现代工业经济和信息化》 2025年第2期114-115,119,共3页

以某风电企业风力发电机组为研究对象,提出基于PLC偏航控制方案,对控制系统硬件和软件部分进行详细设计,并利用MATLAB/Simulink软件对系统进行仿真,验证系统的高效性。后将系统应用于某风电企业当中,对实际运行效果进行分析。

关键词 风力发电 PLC 偏航控制 应用效果

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计及尾流的改进深度确定性策略梯度风电场功率优化控制策略 被引量：3

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作者 张勇 刘春 +1 位作者 褚梦珂 杨兴武 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第2期68-77,共10页

相比于传统的单机最大功率点跟踪,考虑上游风机对下游风机的尾流影响使得风电场整体输出功率得到优化更具实用性。为此提出一种基于深度强化学习的风电场尾流优化控制策略,采用改进深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradie... 相比于传统的单机最大功率点跟踪,考虑上游风机对下游风机的尾流影响使得风电场整体输出功率得到优化更具实用性。为此提出一种基于深度强化学习的风电场尾流优化控制策略,采用改进深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法对动态风电场中的风机偏航角进行优化。在传统DDPG的基础上设计优先经验回放机制替代随机样本抽样,对经验池中经验样本进行重要性排序,使得智能体能优先学习更优价值的经验,提升优化效率与性能,同时延迟更新动作网络,旨在加快动作函数寻得最优解。最后,通过在动态风电场WFSim仿真,验证所提控制策略能有效优化尾流分布,提升风电场整体输出功率,适用于不同的风速与布局。 展开更多

关键词 风电场 尾流效应 偏航控制 深度强化学习 功率优化

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基于MQ-WaveNet模型的风电智能控制系统设计与验证

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作者 范瑞雪 《光源与照明》 2025年第12期149-151,共3页

针对风电场风速波动剧烈、控制滞后与故障频发等问题,文章设计了基于多视界分位数(multi-quantile,MQ)-WaveNet模型的风电智能控制系统,该系统涵盖多源数据采集、深度时间序列建模、实时预测与预警、智能控制等模块。MQ-WaveNet模型利... 针对风电场风速波动剧烈、控制滞后与故障频发等问题,文章设计了基于多视界分位数(multi-quantile,MQ)-WaveNet模型的风电智能控制系统,该系统涵盖多源数据采集、深度时间序列建模、实时预测与预警、智能控制等模块。MQ-WaveNet模型利用空洞卷积和注意力机制提高高频扰动识别能力,结合边缘计算实现快速响应控制。实地部署于内蒙古某301.5 MW风电场后,平均功率预测误差降低至4.6%,控制延迟缩短至520 ms,预警误判率下降67.2%,显著提高了风电系统运行的稳定性与安全性,为风电场智能化运行提供了有效技术路径。 展开更多

关键词 风电智能控制系统 MQ-WaveNet模型 变桨-偏航耦合控制 故障预警

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机组间偏航和有功功率综合协调的海上风电场增效方法 被引量：11

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作者 吴亚联 郭潇潇 +3 位作者 苏永新 乔海祥 段斌 谭貌 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期74-80,共7页

以海上风电场风向和风速较稳定,尾流效应对风电场功率影响明显为背景,综合协调机组间偏航角、有功功率,改善机组间气动耦合,提高各机组有功功率之和。给出了考虑偏航的尾流模型,克服了经典尾流模型边界处不连续导致风电场功率优化困难... 以海上风电场风向和风速较稳定,尾流效应对风电场功率影响明显为背景,综合协调机组间偏航角、有功功率,改善机组间气动耦合,提高各机组有功功率之和。给出了考虑偏航的尾流模型,克服了经典尾流模型边界处不连续导致风电场功率优化困难的问题。然后建立以机组偏航角和诱导因子为调节手段的风电场有功功率优化模型。继而,基于尾流传播路径,对机组进行分群,将风电场整场优化问题转化为各群内部优化问题,减少优化对象数,降低问题规模。重点结合在线仿真和机器学习技术,提出各群内部功率优化问题求解方法。最后将优化结果整定为机组参考有功功率和参考偏航角,各机组据此运行。该方案计算开销小,无需额外增加风电场控制系统计算资源,对通信环境无特殊要求,同时,仿真结果表明,提出的方案能有效提升海上风电场有功功率,提高风电场经济效益。 展开更多

关键词 风电场 有功功率控制 偏航控制 综合协调

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爬山算法在风力发电机组偏航控制系统中的应用 被引量：22

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作者 邹强 刘波峰 +1 位作者 彭镭 王家乐 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期72-76,共5页

为精确地进行偏航对风控制,提出了一种基于功率检测的爬山算法(hillclimbing control,HCC)。该算法通过寻找最大发电功率确定风力机最佳偏航,具有偏航控制精度高、实时性好、易于软件实现、不需要风向传感器等优点。重点讨论了发电机功... 为精确地进行偏航对风控制,提出了一种基于功率检测的爬山算法(hillclimbing control,HCC)。该算法通过寻找最大发电功率确定风力机最佳偏航,具有偏航控制精度高、实时性好、易于软件实现、不需要风向传感器等优点。重点讨论了发电机功率的检测方法及HCC算法中关键参数的作用与意义,给出了HCC算法的软件流程,并建立了风力发电机组的模型。仿真结果表明,该算法可行有效,可提高对风精度。 展开更多

关键词 风力发电机组 偏航控制 爬山算法 电机功率 检测

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风力发电机组主动偏航系统 被引量：3

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作者 张英 孟明 李少英 《兵工自动化》 2011年第10期68-70,84,共4页

整个风电机组高效稳定运行的关键是控制技术,而主动偏航控制系统是水平轴风电机组控制系统的重要组成部分。为了解决风向的不确定性对风机功率的影响,笔者设计模糊控制器,使风机准确跟踪风向,完成最大捕获风能的控制策略。同时为了避免... 整个风电机组高效稳定运行的关键是控制技术,而主动偏航控制系统是水平轴风电机组控制系统的重要组成部分。为了解决风向的不确定性对风机功率的影响,笔者设计模糊控制器,使风机准确跟踪风向,完成最大捕获风能的控制策略。同时为了避免偏航过程中电缆的缠绕、绞死,保护在强风天气下工作的风机,对风机的解缆和90°侧风提出了设计思路,给出了具体控制流程图。结果表明:该套主动偏航系统的存在可以使风力发电机运转平稳可靠,高效利用风能,符合偏航系统的控制要求。 展开更多

关键词 风电 偏航控制系统 模糊控制 解缆 90°侧风

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基于模糊控制和功率控制的风电偏航研究 被引量：2

8

作者 张英 魏晓华 吉小康 《计算机技术与发展》 2011年第6期212-215,共4页

就整个风电系统来说控制技术是机组高效稳定运行的关键,而偏航控制系统是水平轴风电机组控制系统的重要组成部分。风力发电机的偏航系统是一个典型的非线性系统,且难以建立精确的数学模型。针对风向变化的随机性和不确定性等特点,将模... 就整个风电系统来说控制技术是机组高效稳定运行的关键,而偏航控制系统是水平轴风电机组控制系统的重要组成部分。风力发电机的偏航系统是一个典型的非线性系统,且难以建立精确的数学模型。针对风向变化的随机性和不确定性等特点,将模糊逻辑控制技术和功率控制相结合设计了控制器,实现了对风过程可控,能够准确跟踪风向,完成了最大捕获风能的控制策略。利用MATLAB进行仿真,证明所确定的方法符合偏航系统的控制要求,由仿真图可以看出,效果良好,具有较高稳定性、可靠性等。 展开更多

关键词 风电 偏航控制系统 模糊控制 功率控制 控制策略

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中小型风力机偏航控制系统设计 被引量：5

9

作者 魏列江 张振华 +1 位作者 胡晓敏 王喜良 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第2期75-77,共3页

介绍了偏航控制系统的基本原理,以PLC和IPC为主要硬件构成偏航控制器,编制复合控制算法,设计出控制、监督相互作用,并且具备一定概率预测和超前控制特性的偏航控制系统。实验证明,所用软硬件性能稳定,整个系统调向平稳、工作可靠,能够... 介绍了偏航控制系统的基本原理,以PLC和IPC为主要硬件构成偏航控制器,编制复合控制算法,设计出控制、监督相互作用,并且具备一定概率预测和超前控制特性的偏航控制系统。实验证明,所用软硬件性能稳定,整个系统调向平稳、工作可靠,能够进一步提高中小型风力机的使用寿命和风能利用率。 展开更多

关键词 风力发电 中小型风力机 偏航控制 PLC

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风电网络偏航控制器的优化设计与实现 被引量：2

10

作者 孙园 张辑 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2016年第9期151-154,162,共5页

对风电网络偏航控制器进行合理设计,可以保证风电网络的正常运行。对风电网络偏航控制器进行设计时,需要建立在风电网络偏航控制系统模型的基础上,对偏航控制的偏差进行调节,传统的CPSO算法只能单纯通过对风电网络偏航控制模型的不断更... 对风电网络偏航控制器进行合理设计,可以保证风电网络的正常运行。对风电网络偏航控制器进行设计时,需要建立在风电网络偏航控制系统模型的基础上,对偏航控制的偏差进行调节,传统的CPSO算法只能单纯通过对风电网络偏航控制模型的不断更新,完成风电网络偏航控制,不能对控制过程的偏差进行调整,降低风电网络偏航控制的效果和性能。设计并实现了一种人工神经内分泌免疫的偏航控制器,建立风电网络偏航控制系统模型,对生物体神经内分泌免疫系统进行仿真,利用神经、内分泌、免疫三个子系统完成对各器官协调工作的调整,设计偏差处理单元、控制器单元和优化单元结构,利用遗传算法对偏差调节及处理单元的参数进行调整,完成风电机组的偏航优化控制。仿真结果表明,所设计的偏航控制器能同时满足风电网络偏航控制系统提高了控制精度、稳定性和效率。 展开更多

关键词 风电网络 偏航控制器 生物体系统

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基于参数辨识的风电偏航系统控制器设计 被引量：1

11

作者 杨荣峰 于雁南 +3 位作者 俞万能 马昭胜 徐殿国 苏勋文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3528-3535,共8页

风电偏航系统控制器设计需要考虑传动轴系动力学特性,而这些参数往往不易获得且具有时变性。为此该文通过参数辨识的方法,建立偏航转速控制系统的自回归模型,得到系统的传递函数及频率响应等特性,并以此为基础优化偏航系统PI(proportion... 风电偏航系统控制器设计需要考虑传动轴系动力学特性,而这些参数往往不易获得且具有时变性。为此该文通过参数辨识的方法,建立偏航转速控制系统的自回归模型,得到系统的传递函数及频率响应等特性,并以此为基础优化偏航系统PI(proportional integral)控制器参数,提高偏航控制系统的静动态特性。引入2种参数优化方法,即基于Ziegler-Nichols和最小平方优化的PI参数整定方法,仿真结果说明基于参数辨识的最小平方优化PI整定方法能获得较好的静动态性能,该方法实用性强,提高了风电机组控制的智能化水平,可用于风电机组控制参数的自动调整。 展开更多

关键词 风电 控制器 参数辨识 偏航

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基于风向预测的新型偏航控制方法 被引量：9

12

作者 肖玥 封焯文 +1 位作者 余子鹏 阳雪兵 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期144-149,共6页

提出一种基于风向预测的新型控制方案,该控制方案涉及一种新颖的控制结构,包含风向预测模型和新型偏航控制。在上述控制结构下,利用基于自回归综合移动平均线的卡尔曼滤波模型来预测风向,同时提出一种基于有限控制集的模型预测控制方法... 提出一种基于风向预测的新型控制方案,该控制方案涉及一种新颖的控制结构,包含风向预测模型和新型偏航控制。在上述控制结构下,利用基于自回归综合移动平均线的卡尔曼滤波模型来预测风向,同时提出一种基于有限控制集的模型预测控制方法。为证明所提方案的可行性和优越性,开发一种新型偏航控制器并用工业数据进行仿真测试,然后将其性能与工业偏航控制器相比,结果表明新型偏航控制器具有更小的偏航误差,因此增加了最大风力获取能力。 展开更多

关键词 风能 风力机 偏航控制 模型预测控制

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MW级风力发电机组的偏航系统控制策略 被引量：11

13

作者 高文元 马小英 +2 位作者 崔鹏 王加伟 王现青 《科学技术与工程》 2010年第2期415-418,共4页

针对风力发电机组的风向变化绝对值(偏航角度)小于15°的风能捕获率问题,提出一种在不使用风向标传感器的情况下,采用陀螺仪和爬山算法相结合的方法来控制偏航机构,能够准确地采集到风向信号,快速调节机舱的偏转角度,使风力发电机... 针对风力发电机组的风向变化绝对值(偏航角度)小于15°的风能捕获率问题,提出一种在不使用风向标传感器的情况下,采用陀螺仪和爬山算法相结合的方法来控制偏航机构,能够准确地采集到风向信号,快速调节机舱的偏转角度,使风力发电机风轮法线方向与变化的风向始终保持一致,实现最大捕获风能的控制策略。通过LabVIEW仿真软件对1.5MW的风力发电机在输入变化的风向信号时,功率和偏航电机动作进行仿真分析,结果表明该策略能够使风力机的输出有效功率增加,使得机舱具有对风快,平稳的特点。 展开更多

关键词 爬山算法 偏航机构 风力发电机 最大功率 LABVIEW

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多螺旋桨太阳能无人机横航向操稳特性研究 被引量：10

14

作者 王睿 祝小平 周洲 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2012年第1期5-8,共4页

首先分析了大型高空长航时太阳能无人机由于超大展弦比和高效多螺旋桨带来的航向阻尼增量和航向操纵导数,接着分析了由此带来的横航向动态特性变化,并结合多螺旋桨的操纵特性,提出了多桨航向控制方法,最后进行了仿真验证。结果表明,分... 首先分析了大型高空长航时太阳能无人机由于超大展弦比和高效多螺旋桨带来的航向阻尼增量和航向操纵导数,接着分析了由此带来的横航向动态特性变化,并结合多螺旋桨的操纵特性,提出了多桨航向控制方法,最后进行了仿真验证。结果表明,分布式多桨布局对提高该类无人机的横航向稳定性有较大作用,以多桨的转速变化量最小为目标的最优化航向控制分配方法对超长航时飞行很有利。 展开更多

关键词 太阳能无人机 多螺旋桨 动态特性 最优航向控制

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基于可拓自抗扰的ECHBPS商用车横向稳定控制 被引量：2

15

作者 江浩斌 朱宸 +3 位作者 唐斌 尹晨辉 花逸峰 谢军 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2021年第2期166-172,共7页

为了提高ECHBPS(electronically controlled hybrid power steering system)商用车的横向稳定性,提出了基于可拓自抗扰的横向稳定控制策略.建立了整车模型与ECHBPS模型,以理想横摆角速度为目标制定了转矩补偿策略;根据横摆角速度的偏差... 为了提高ECHBPS(electronically controlled hybrid power steering system)商用车的横向稳定性,提出了基于可拓自抗扰的横向稳定控制策略.建立了整车模型与ECHBPS模型,以理想横摆角速度为目标制定了转矩补偿策略;根据横摆角速度的偏差将控制域划分为经典域、可拓域和非域,分别采用自抗扰控制、可拓修正控制和极限补偿控制;设计了可拓自抗扰转矩补偿控制器.分别在正弦工况和双移线工况下对控制策略进行了仿真试验.结果表明:相比于无控制和传统自抗扰控制方法,可拓自抗扰控制下的车辆横摆角速度和质心侧偏角更接近理想值,车辆横向稳定性得到显著提升. 展开更多

关键词 混合动力电控转向系统 转向控制 可拓自抗扰控制 横摆角速度控制 补偿控制

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风力发电机组偏航控制系统的优化及仿真 被引量：9

16

作者 张舜德 高文元 +1 位作者 马小英 褚金 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第9期114-115,共2页

针对风精度在(±150)内时出现了风向标传感器不能正常工作,进而不能实现对风能的最大捕获,降低风力发电机组的发电效率的问题。提出了基于大范围风向变化的偏航控制系统的优化策略:在风向变化绝对值(偏航角度)>150时,改善传感器... 针对风精度在(±150)内时出现了风向标传感器不能正常工作,进而不能实现对风能的最大捕获,降低风力发电机组的发电效率的问题。提出了基于大范围风向变化的偏航控制系统的优化策略:在风向变化绝对值(偏航角度)>150时,改善传感器自身性能;在风向变化绝对值<150时,采用陀螺仪和爬山算法相结合的方法来控制偏航机构。快速调节机舱的偏转角度,实现对捕获最大风能的偏航控制系统的优化。 展开更多

关键词 风力发电机 偏航控制系统 爬山算法 最大功率 优化

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基于运行数据的风电机组本地风向波动特性及偏航控制研究 被引量：8

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作者 郭鹏 陈思 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期77-85,共9页

采用某风电场采样时间间隔为1 s的SCADA数据,研究与机组偏航控制系统密切相关的风电机组本地风向波动特性。从分析风向波动的微观过程入手,提出准确衡量风电机组本地风向波动的量化指标。对该风电场的3台典型机组的运行数据进行对比分析... 采用某风电场采样时间间隔为1 s的SCADA数据,研究与机组偏航控制系统密切相关的风电机组本地风向波动特性。从分析风向波动的微观过程入手,提出准确衡量风电机组本地风向波动的量化指标。对该风电场的3台典型机组的运行数据进行对比分析,并进行偏航控制和发电量的仿真计算,说明在平均风速相同的情况下同一风场中不同机组的风向波动性存在很大差异,并且稳定性不同的机组其风向波动特性随风速变化的规律也不同,平坦地势下平均风速越高风资源稳定性越好的规律对某些地形复杂的风电机组不能适用。 展开更多

关键词 风力发电 波动 量化分析 仿真 秒级 偏航控制

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兆瓦级直驱式风力发电机组控制系统设计 被引量：4

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作者 宋文娟 王辉 刘红燕 《测控技术》 CSCD 2008年第6期40-43,共4页

为了降低系统控制难度、提高机组转化效率,提出了一种以复合励磁同步发电机作为发电机的兆瓦级直驱式复合励磁同步风力发电系统,该系统由不可控二极管+直流环节+并联SPWM逆变器组成的交/直/交变流器将风能转化为电能送入电网。该机组控... 为了降低系统控制难度、提高机组转化效率,提出了一种以复合励磁同步发电机作为发电机的兆瓦级直驱式复合励磁同步风力发电系统,该系统由不可控二极管+直流环节+并联SPWM逆变器组成的交/直/交变流器将风能转化为电能送入电网。该机组控制系统由机组主控制器、复合励磁控制器、逆变器控制单元、变桨距机构、偏航机构等构成。对机组控制系统中各个部件的功能和结构进行了分析和设计,并通过Profibus现场总线将这些部件构成了一个集散控制系统。 展开更多

关键词 风力发电 机组主控制器 复合励磁 逆变器 变桨距机构 偏航机构

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基于主动尾流控制的风电机群协同优化调度 被引量：5

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作者 胡阳 张冲 +1 位作者 房方 刘吉臻 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期566-574,共9页

针对机组间尾流效应严重影响风电机组发电效率的问题,提出了风电机组安全偏航约束计算方法、尾流特性混合半机理建模方法以及风电机群多目标协同优化调度方法。基于FAST.FARM平台完善了多自由度可控机组与尾流的动态交互集成仿真环境,... 针对机组间尾流效应严重影响风电机组发电效率的问题,提出了风电机组安全偏航约束计算方法、尾流特性混合半机理建模方法以及风电机群多目标协同优化调度方法。基于FAST.FARM平台完善了多自由度可控机组与尾流的动态交互集成仿真环境,对比分析了2台机组串列式排布以及华东地区某海上风电场7台机组实际排布下的协同运行优化性能。结果表明:所建立的集成仿真模型能够合理表征风电机群与空气流场的多领域动态交互特性,所提方法能够有效提升风电机群发电效能,促进经济效益、资源利用和成本控制的均衡优化。 展开更多

关键词 风力发电 多领域集成仿真 主动偏航控制 混合半机理建模 多目标优化调度

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风力机偏航对尾迹演化影响的实验研究 被引量：1

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作者 张立栋 铁浩 +4 位作者 刘惠文 李钦伟 田文鑫 赵秀勇 常子涵 《发电技术》 CSCD 2024年第6期1153-1162,共10页

【目的】风力机尾流影响风电场的整体功率输出,对尾流特性进行分析是研究偏航控制对尾流影响的关键。为此,研究了上游风力机不同偏航角对尾流特征(如湍流积分尺度、功率谱密度等)以及尾流中涡流运动等方面的影响,以深入了解偏航状态下... 【目的】风力机尾流影响风电场的整体功率输出,对尾流特性进行分析是研究偏航控制对尾流影响的关键。为此,研究了上游风力机不同偏航角对尾流特征(如湍流积分尺度、功率谱密度等)以及尾流中涡流运动等方面的影响,以深入了解偏航状态下风力机尾流特性。【方法】采用风洞对0°、15°、30°偏航角的风力机下游尾迹演化规律进行研究。使用湍流积分尺度及功率谱密度等描述尾流特征,并以此分析不同特征点之间的相关性。【结果】偏航角对水平方向的尾流影响较小,湍流积分尺度变化不大;垂直方向上的湍流积分尺度在不同偏航角下具有较大的波动。通过对功率谱密度的分析,进一步量化了涡流运动对尾流湍动能的贡献。0°偏航时的来流受风力机旋转的扰动程度比15°偏航时小;但偏航角的增大并不总是导致风轮对来流的破坏程度增加,30°偏航时对来流涡结构的解耦作用比15°偏航时小。【结论】偏航角对风力机尾流在水平和垂直方向上的影响具有明显差异;功率谱密度分析为理解涡流运动对尾流湍动能的贡献提供了量化依据,有助于深入研究尾流中的能量传递和流动机制;偏航角与风轮对来流的扰动和解耦作用之间并非简单的正相关关系,这为风力机的优化运行和风电场的布局提供了参考依据。 展开更多

关键词 可再生能源 风电 风力机 尾流 湍流 演化 偏航控制 风洞实验

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