Subscribe to the gold package and get unlimited access to Shamra Academy
Register a new userIncrease Reliability of Wind Turbine using Fuzzy Smith Predictor Modeled by Colored Petri Nets
زيادة موثوقية العنفات الريحية باستخدام متنبئ سميث العائم المنمذج بواسطة شبكة بيتري الملونة
1727
3 129
0
(
0
)
Authors
مسعود الأتاسي( باحث )
Created by
Shamra Editor
Ask ChatGPT about the research
سنقوم في هذا البحث بتصميم متنبئ سميث العائم، و من ثم نمذجته، محاكاته و تحليله باستخدام شبكات بتري العائمة الملونة و مقارنته مع متحكم تناسبي تكاملي تقليدي، و ذلك بهدف تخفيض التأخير الزمني لنظام التوربينات الريحية و زيادة موثوقيتها، و تحسين الاستجابة، و تأمين استقرار نقطة العمل المثلى للقدرة الميكانيكية، و خفض الاهتزازات التي يسببها التأخير الزمني في الجملة من جهة أخرى.
In this paper, we will design a Fuzzy Smith Predictor (FSP), then we will model, simulate and analyze it using colored Fuzzy Petri networks, then we will compare it with a conventional proportional integral controller. The main objective of this research is to reduce the delay time of the wind turbine system and to increase its reliability, in the other side, to improve the response and stability of the operating point of the mechanical energy and reduce vibration caused by the delay time in the system.
Artificial intelligence review:
Research summary
يتناول البحث مشكلة التأخير الزمني في الأنظمة الصناعية وتأثيره على استقرار وسلوك الأنظمة، مع التركيز على نظام التوربينات الريحية. يقترح الباحث تصميم متنبئ سميث العائم (FSP) واستخدام شبكات بتري العائمة الملونة (CFPN) لنمذجة وتحليل هذا المتنبئ. يهدف البحث إلى تحسين موثوقية التوربينات الريحية، تحسين استجابة النظام، تأمين استقرار نقطة العمل للقدرة الميكانيكية، وخفض الاهتزازات الناتجة عن التأخير الزمني. تم مقارنة أداء المتنبئ العائم مع متحكم تناسبي تكاملي تقليدي (PI) باستخدام أدوات برمجية مثل MATLAB وCPN TOOLS. أظهرت النتائج أن المتنبئ العائم يقدم أداءً أفضل في تقليل التأخير الزمني وتحسين استقرار النظام مقارنة بالمتحكم التقليدي PI، خاصة في حالات التأخير الزمني المتغير. كما تم تقديم توصيات لتطوير البحث باستخدام خوارزميات جديدة وشبكات عصبية لتحسين الأداء.
Critical review
دراسة نقدية: على الرغم من أن البحث يقدم حلاً مبتكراً لمشكلة التأخير الزمني في أنظمة التوربينات الريحية باستخدام متنبئ سميث العائم وشبكات بتري العائمة الملونة، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، يعتمد الأداء بشكل كبير على دقة النموذج الرياضي للنظام وقيمة التأخير الزمني، مما قد يكون تحدياً في الأنظمة الحقيقية التي تتسم بالتعقيد والتغير المستمر. ثانياً، لم يتم تناول تأثير العوامل البيئية الأخرى مثل التغيرات المناخية والرياح العاتية بشكل كافٍ. أخيراً، يمكن تعزيز البحث من خلال دمج تقنيات الذكاء الاصطناعي مثل الشبكات العصبية لتحسين دقة التنبؤ وتقليل الاعتماد على النماذج الرياضية التقليدية.
Questions related to the research
-
ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟
الهدف الرئيسي هو تحسين موثوقية التوربينات الريحية وتقليل التأخير الزمني في نظامها باستخدام متنبئ سميث العائم وشبكات بتري العائمة الملونة.
-
ما هي الأدوات البرمجية المستخدمة في البحث؟
تم استخدام أدوات برمجية مثل MATLAB وCPN TOOLS لنمذجة وتحليل المتنبئ العائم ومقارنته مع المتحكم التناسبي التكاملي التقليدي.
-
ما هي الفوائد التي يقدمها متنبئ سميث العائم مقارنة بالمتحكم التناسبي التكاملي التقليدي؟
متنبئ سميث العائم يقدم أداءً أفضل في تقليل التأخير الزمني، تحسين استقرار النظام، وخفض الاهتزازات الناتجة عن التأخير الزمني مقارنة بالمتحكم التناسبي التكاملي التقليدي.
-
ما هي التوصيات المستقبلية التي قدمها الباحث؟
اقترح الباحث استخدام خوارزميات جديدة غير متنبئ سميث في حال كان التأخير الزمني متغير وغير معروف، واستخدام الشبكات العصبية في التحكم العائم لتحسين دقة التنبؤ وتقليل الاعتماد على النماذج الرياضية التقليدية.
References used
RICO.JE, CAMACHO.EF, 2008 - Dead-time compensators. Control Eng, Vol 407- 428p
ZHANG.WD, SUN.YX, 1998 - Two degree of freedom smith predictor for processes with time delay. Automatica 34
ZHANG.WD, CAO.YC, December 2005 - Modified Fuzzy PID Control for networked Control System with random delays. World Academy of Science, Engineering and Technologies
rate research
Read More
This research work presents fuzzy pitch controller design of wind turbine to get the maximum power in
addition to decrease the losses caused by acceleration and deceleration in turbine rotation. And thus
optimize power coefficient of turbine throug
h artificial intelligence and in particular fuzzy logic, because
the fuzzy controller doesn’t need a complex mathematical pattern of the controlled system.
A fuzzy controller is designed and compared with conventional controller for the same purpose in a wind
turbine system described by its transfer function and membership function has been chosen for error and
accumulation errors signals by using MATLAB. Results have been compared and showed better response
by using the fuzzy controller.
This paper deals with the performance study of the self-excited
induction generator when driven by wind turbine for producing
electrical energy. This was done by modeling both the induction
generator and the wind turbine using the Matlab program,
and
depending on the general theory of electrical machines. method for
this system by studying together the mechanical characteristics of
the wind turbine and operating characteristics of the induction
generator.
The purpose of this study is to define the reliability index for electrical power
systems specifically and without using alot of data and treating processes. Results of this
study is useful in electrical networks planning and design because of its
technical and
economical importance in the optimal choosing of networks elements and connections. In
this research we use petri nets concept to represent electrical nets under studying then
simulate the equivalent chart on GRIF program to find reliability degree for the system and
its elements. This research includes comparing the suggested methodology to a reference
net and then apply this method on electrical local network to discuss the results. It has
been proved that petri nets are effective in reliability calculations with the best of
simulation methods.
In this article we propose a new graphical method for modeling
sequential controllers using high-level colored Petri nets. We will
present how to build a sequential controller using this method and
analyze its state space. The results in this stud
y showed an
advantage of the controller designed by the new method compared
to which designed algebraically by ordinary Petri net in complex
systems. The new method simplify the sequential controller network
and increase the performance speed and improve the reliability.
This paper treats the issue of wind energy storage, mechanically, using the flywheel
device. We control the speed of the wind turbine and the flywheel by means of traditional
PID controllers. These controllers are designed depending on the system m
odel and its
parameters. Speed control is achieved by electromagnetic rotor flux orientation as called
vector control. Speed reference value of the wind turbine will be generated in order to track
the maximum power point. The flywheel reference speed is generated based on a second
order filter of power which is considered as a new contribution in this field of research.
Frequency converters are not modeled but we only consider the control strategy. The
results of modeling and simulation in Matlab satisfy the power smoothing issue and reflect
the importance of this study.
Log in to be able to interact and post comments
comments
Fetching comments
Sign in to be able to follow your search criteria
