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申请/专利权人：武汉理工大学;上海船舶运输科学研究所有限公司

摘要：本发明公开了一种基于神经网络PID的风力发电机轮毂散热系统控制方法，包括：建立控制系统，包括获取重要参数，建立热平衡方程和温度控制过程的传递函数；制定控制策略，包括设定控制目标温度、离心风机通风量范围以及采用神经网络PID的控制方法；仿真模拟与实机运行，对该系统的稳定性和可靠性进行验证测试。本发明的优点是：提高了散热系统的响应性和控制精度，并使得散热系统具备动态调节的能力。

主权项：1.一种基于神经网络PID的风力发电机轮毂散热系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立控制系统的数学模型，包括：获取重要参数，建立热平衡方程和温度控制过程的传递函数获取重要参数，包括：获取外界环境参数和计算传热模型重要参数；获取外界环境参数，包括：环境温度Tair，环境太阳辐射Φsun和环境风速us3；计算重要传热参数，包括：计算风轮内部各部分的空气流速uc1,us1、us2，并进一步计算轮毂内部的对流换热系数hc1、轮毂外表面的对流换热系数hs1和导流罩内表面对流换热系数hs2、导流罩外表面的对流换热系数hs3；计算轮毂与导流罩的导热热阻r，最后使用以上得到的各项参数计算从轮毂内部到导流罩外表面的总传热系数K1；建立热平衡方程，包括：计算导流罩外表面的参考温度Tsur1*，计算等效热阻R；并根据未开启散热系统时轮毂传递到导流罩外表面的热负荷Φ0，计算该状态下轮毂内部温度与参考温度的温差ΔT0；建立温度控制过程的传递函数：根据风力发电机本身的系统参数以及传热参数构建轮毂内部温度控制过程的传递函数Gs，并设置一定的采样周期更新环境参数、传热参数和传递函数Gs；步骤二：制定控制策略，包括：确定控制目标，包括设定目标温度范围和离心风机风量范围，以确保轮毂内部处于合适的温度；步骤三：控制系统的仿真运行根据控制系统的数学模型构建闭环控制系统，并在仿真环境中使用粒子群算法为其中的神经网络PID控制器提供最优的初始PID参数；监测包含轮毂内部温度在内的神经网络输入变量的参数值，神经网络PID控制器将根据输入变量参数值对PID参数进行进一步的调整；神经网络PID控制器将根据当前PID参数输出控制指令，动态调节离心风机的通风量，使温度维持在目标范围；步骤四：对控制系统进行实机验证，确保其在不同工作条件下的稳定性和可靠性；当风力发电机运行时，同步启动空冷散热系统控制装置，实时监测温度数据并对预设的散热需求进行判断，若机组达到散热需求，则进一步启动散热离心风机，对散热系统进行测试。

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