dc.creator | Morim, Ricardo Bortoluzzi | |
dc.date.accessioned | 2019-07-08T15:58:49Z | |
dc.date.available | 2019-07-08T15:58:49Z | |
dc.date.issued | 2019-02-26 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/17349 | |
dc.description.abstract | This Master Thesis deals with the problem of reducing the resulting asymmetrical
mechanical loads on the structure of large wind turbines, with horizontal axis and three
blades, by means of individual pitch control of the blades. The coordinate systems are
described, as well as the model of wind turbine for the design and simulation of controllers.
The algorithms and control strategies most commonly used for mitigating mechanical
loads are reviewed, in addition to the instrumentation necessary to this purpose. State
observers are also studied, where their importance is verified to optimize the instrumentation
and to give robustness to the measures of the signals, even in case of sensor failure.
In order to deal with the problem of asymmetric mechanical loads, an individual pitch
control system based on a Robust Model Reference Adaptive Controller (RMRAC) is
proposed, with the description of its design and the simulation of the individual pitch
control system using the Fatigue Aerodynamics Structures and Turbulence (FAST) software.
Furthermore, a comparison is presented with the individual pitch control using a
Proportional Integral controller (PI). The effectiveness of the controllers in reducing the
mechanical loads on the wind turbine is evaluated by means of the measures of the signals
at the strategic points of the wind turbine, according to the recommendations of the
standard IEC 61400-13. By means of graphical analysis, in time and frequency domain, it
is concluded that the RMRAC controller presents similar performance to the PI, but with
less interference in frequencies adjacent to the frequency of interest and better adaptation
to the variation of the wind speed, in the nominal wind power generation range. Thus,
individual pitch control using Robust Model Reference Adaptive Controller is feasible to
be implemented for the experimental evaluation. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Controle individual de passo (IPC) | por |
dc.subject | Controle adaptativo | por |
dc.subject | Turbina eólica | por |
dc.subject | Energia renovável | por |
dc.subject | Individual pitch control (IPC) | eng |
dc.subject | Adaptive control | eng |
dc.subject | Wind turbine | eng |
dc.subject | Renewable energy | eng |
dc.title | Controle individual de passo para turbinas eólicas utilizando controlador adaptativo | por |
dc.title.alternative | Individual pitch control for wind turbines using adaptive controller | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Esta dissertação aborda o problema de redução das cargas mecânicas assimétricas
resultantes sobre a estrutura de turbinas eólicas de grande porte, de eixo horizontal e de
três pás, por meio da técnica de controle individual de passo das pás. Os sistemas de
coordenadas são descritos, bem como o modelo da turbina eólica voltado para o projeto
e simulação de controladores. São revisados os algoritmos e estratégias de controle mais
comumente empregados para a redução de cargas mecânicas, além da instrumentação necessária
para esta finalidade. Observadores de estados com vistas a aplicação em controle
também são estudados, onde é verificada a sua importância para otimizar a instrumentação
e conferir robustez às medidas dos sinais, inclusive no caso de falha de sensores. A fim
de tratar o problema das cargas mecânicas assimétricas, é proposto um sistema de controle
individual de passo baseado em um Controlador Adaptativo Robusto por Modelo de
Referência (RMRAC), sendo realizada a descrição do seu projeto e a simulação do sistema
de controle individual de passo utilizando o software Fatigue Aerodynamics Structures and
Turbulence (FAST). Além disso, é apresentado um comparativo com o controle individual
de passo das pás utilizando um controlador Proporcional Integral (PI). A efetividade dos
controladores na redução das cargas mecânicas sobre a turbina eólica é avaliada por meio
das medidas das grandezas nos pontos estratégicos da turbina eólica, de acordo com as
recomendações da norma IEC 61400-13. Por meio da análise gráfica, no domínio do tempo
e da frequência, conclui-se que o controlador RMRAC apresenta desempenho similar ao
PI, porém, com menos interferência em frequências adjacentes à frequência de interesse
e melhor adaptação frente à variação da velocidade do vento, na faixa de geração nominal
de energia da turbina eólica. Dessa forma, o controle individual de passo utilizando
Controlador Adaptativo Robusto por Modelo de Referência é viável de ser implementado
para a avaliação experimental. | por |
dc.contributor.advisor1 | Pinheiro, Humberto | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5900576762082210 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Gründling, Hilton Abílio | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6128096609162437 | por |
dc.contributor.referee1 | Souza, Carlos Eduardo de | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4835041248145487 | por |
dc.contributor.referee2 | Paglione, Pedro | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/7315358137176715 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2434594154768086 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |