Optimal control of a wind turbine by using linear matrix inequality method
Bir rüzgar türbininin lineer matris eşitsizlik yöntemi kullanılarak optimal kontrolü
- Tez No: 543069
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ TOLGAY KARA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Doğrusal dizey eşitsizlikleri, optimal kontrol, rüzgâr türbini, Linear matrix inequality, linear quadratic regulator, wind turbine
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Doğrusal dizey eşitsizlikleri (DDE'ler) kontrol mühendisliği problemlerini bilgisayar araçları ve optimizasyon tekniği yardımıyla nümerik olarak çözmemizi sağlayan çok önemli araçlardır. DDE'ler dış bükey optimizasyonun alt alanı olan yarı tanımlı programlama için dış bükey kısıtlardır. Bu tezde DDE'nin yapısına ve DDE ile ilgili problemlere çalışıldı. Optimal kontrol problemi LMI özdeğer problemi biçiminde yazıldı. İlgili bilgisayar araçlarının yardımıyla DDE problemi çözdürülerek lineer sistemler için kontrolör tasarımı yapıldı. Önerilen optimal kontrol çözümün etkililiğini göstermek için bir örnek çalışma olarak bir rüzgar türbin kontrol problemi seçildi. Bir doğrusal olmayan rüzgâr türbin modeli bir operasyon noktasında doğrusallaştırıldı. Doğrusal model için doğrusal kareli düzenleyici (DKD) yöntemi kullanılarak bir kontrolör tasarımı yapıldı. Bu tasarımda DKD problemi yarı tanımlı programlamanın DDE kısıtı şeklinde yazıldı. Optimizasyon probleminin nümerik olarak çözdürülmesiyle performans endeksini minimize eden bir durum geri besleme kazanç matrisi hesaplatıldı. Tasarlanan kontrolör, kazanç planlama PI kontrolör ile doğrusal olmayan rüzgâr türbin modelinin bilgisayar benzetimin ortamında kıyaslandı. Sonuçlar şunu gösterdi: önerilen optimal kontrol çözümü tatmin edici bir şekilde iyi performans sergiler ve optimal DDE temelli DKD doğrusal olmayan rüzgar türbin sisteminin kontrolünde uygun bir alternatif olduğunu kanıtlar.
Özet (Çeviri)
Linear matrix inequalities (LMIs) are very important tools that allow us to numerically solve control engineering problems by means of computer tools and optimization techniques. LMIs are convex constraints for a semidefinite programming (SDP) which is subfield of convex optimization. In this thesis, LMI structure and problems related with LMIs were studied. Optimal control problem was written in the form of LMI eigenvalue problem. With the help of the relevant computer tools, controller design was done for linear systems by solving LMI problem. A wind turbine control problem was selected as a case study in order to reveal effectiveness of proposed optimal control solution. A nonlinear turbine model was linearized at an operating point. For linear wind turbine model, a controller design was performed by using linear quadratic regulator (LQR) method. In this design, the LQR problem was written as the LMI constraint of the SDP. By numerically solving the optimization problem, a state feedback gain matrix which minimizes the performance index was calculated. The designed controller was compared with the baseline gain scheduled PI controller on the nonlinear wind turbine model in the computer simulation. Results reveal that proposed optimal control solution performs satisfactorily well and optimal LMI based LQR control proves to be a suitable alternative in controlling nonlinear wind turbine systems.
Benzer Tezler
- The speed control of induction motor with fuzzy logic based vector control used in a wind energy conversion system
Rüzgar enerjisi dönüşüm sisteminde kullanılan bir asenkron motorun bulanık mantık tabanlı vektör kontrolü ile hız kontrolü
ELMIRA MOUSAREZAEE
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LALE ERGENE
- Su altı akıntı türbinlerinin hidrodinamik analizi
Hydrodynamic analysis of marine current turbines
DENİZ UŞAR
Doktora
Türkçe
2015
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Gerilim sensör arızası durumunda kendinden uyartımlı asenkron generatör için hata toleranslı gürbüz kontrolör tasarımı
Fault tolerant robust controller design for self-excited induction generator subject to voltage sensor fault
HARİS ÇALGAN
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN DEMİRTAŞ
- Akıllı şebekelerde depolama sistemlerine sahip rüzgar enerji santrallerinde üretim tahmini ve sisteme katılım miktarının belirlenmesi
Prediction and penetration of wind energy with storage system analysis
BETÜL AKYÜREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN TÜRKAY
- Mikroşebekelerde talep tarafının esnekliğini dikkate alan optimum işletim yaklaşımının geliştirilmesi
Development of an optimal operation approach considering demand side flexibility in microgrids
AYŞE KÜBRA ERENOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OZAN ERDİNÇ