ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

استخدام المتحكم الضبابي في التحكم باستطاعة عنفة ريحية

Using Fuzzy Logic Controller to control the Power of a wind turbine

1362   0   0   0.0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تزايد االعتماد على مصادر الطاقات الجديدة والمتجددة من أجل الحصول على الطاقة الكهربائية بدون استخدام مصادر الوقود الأحفوري التقليدية وبالتالي حل مشاكل أزمة الطاقة العالمية وأيضا ً الحفاظ على بيئة نظيفة من خلال محاربة أخطار الاحتباس الحراري ونتائجه السلبية , وتعتبر طاقة الرياح إحدى أهم هذه الطاقات البديلة. وسوف نعمل في هذا البحث من أجل التحكم باستطاعة عنفة ريحية ذات سرعة متغيرة عن طريق التحكم بزاوية الميلان بهدف تنظيم الاستطاعة والتحكم بالسرعة الدورانية بهدف أمثلة الاستطاعة حيث سنقوم باستخدام متحكم ضبابي بزاوية الميلان عوضا عن المتحكمات التقليدية مما يتوقع منه تحسين استجابة النظام وتأمين سهولة في التطبيق والتعديل ووانخفاض في الكلفة. من خلال الدراسة المرجعية توصلنا إلى النتيجة التي بينت بأن أغلب الدراسات السابقة في نظم طاقة الرياح المتطورة تناولت التحكم باستطاعة عنفة ريحية باستخدام متحكمات تقليدية من نوع PI أو PID .تظهر لدينا المشكلة بالحاجة إلى معرفة النموذج الرياضي الدقيق للنظام, حيث تعتمد المتحكمات التقليدية بالعنفات الريحية التي تعمل على سرعة متغيرة على وجود نماذج رياضية قد تكون معقدة وغير خطية وتهمل في كثير من الأحيان الظواهر الفيزيائية كالاشباع المغناطيسي مثال مما يؤدي إلى تعقيد في الحساب وأداء غير متوقع للنظام المقاد. يهدف البحث المقترح إلى تقديم دراسة كاملة عن طريق النمذجة والمحاكاة باستخدام الـMatlab عن استخدام المتحكم الضبابي للتحكم باستطاعة عنفة ريحية حيث سيتم تصميم متحكمات تقليدية من نوع PI للتحكم بزاوية الميلان والتحكم بالسرعة الدورانية ومتحكمات ضبابية تقليدية للتحكم بزاوية الميلان وسيتم الحصول على النتائج ومقارنتها ثم مناقشتها واستخالص النتائج منها. بينت نتائج البحث أ التحكم الضبابي يحسن في سلوك الحالة العابرة إلا أن سلوك الحالة المستقرة سيكون أفضل في حال استخدام نظام تقليدي وعليه لا يمكن للتحكم الضبابي ان يحل فعليا مكان المتحكم التقليدي استنادا إلى ما توصلناه من نتائج.


ملخص البحث
يتناول هذا البحث استخدام المتحكم الضبابي في التحكم باستطاعة عنفة ريحية ذات سرعة متغيرة. يهدف البحث إلى تحسين استجابة النظام وتوفير سهولة في التطبيق والتعديل وانخفاض في الكلفة مقارنة بالمتحكمات التقليدية مثل PI و PID. تم تصميم نماذج رياضية للعنفة الريحية ونماذج للمتحكمات التقليدية والضبابية باستخدام برنامج Matlab. أظهرت النتائج أن التحكم الضبابي يحسن من سلوك الحالة العابرة، إلا أن سلوك الحالة المستقرة يكون أفضل عند استخدام المتحكم التقليدي. بناءً على هذه النتائج، لا يمكن استبدال المتحكم التقليدي بالمتحكم الضبابي بشكل كامل.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: على الرغم من أن البحث يقدم مساهمة مهمة في مجال التحكم بالعنفات الريحية، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، كان من الممكن تقديم تحليل أعمق للنتائج ومناقشة الأسباب المحتملة لتفوق المتحكم التقليدي في الحالة المستقرة. ثانياً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية المختلفة على أداء المتحكم الضبابي. أخيراً، كان من الممكن تقديم توصيات أكثر تحديداً حول كيفية تحسين أداء المتحكم الضبابي في المستقبل.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من استخدام المتحكم الضبابي في هذا البحث؟

    الهدف الرئيسي هو تحسين استجابة النظام وتوفير سهولة في التطبيق والتعديل وانخفاض في الكلفة مقارنة بالمتحكمات التقليدية مثل PI و PID.

  2. ما هي النتائج الرئيسية التي توصل إليها البحث؟

    النتائج الرئيسية أظهرت أن التحكم الضبابي يحسن من سلوك الحالة العابرة، إلا أن سلوك الحالة المستقرة يكون أفضل عند استخدام المتحكم التقليدي.

  3. ما هي التحديات التي تواجه استخدام المتحكمات التقليدية في العنفات الريحية؟

    التحديات تشمل الحاجة إلى معرفة النموذج الرياضي الدقيق للنظام، والذي قد يكون معقداً وغير خطي ويهمل الظواهر الفيزيائية مثل الإشباع المغناطيسي، مما يؤدي إلى تعقيد في الحساب وأداء غير متوقع للنظام.

  4. ما هي التوصيات التي قدمها البحث لتحسين أداء المتحكم الضبابي في المستقبل؟

    التوصيات تشمل متابعة السعي لاستخدام متحكمات ذكية (لا تحتاج لمعرفة نموذج النظام) من أجل تحسين سلوك الحالة المستقرة والعابرة في آن واحد.


المراجع المستخدمة
Abdel Ghani Aissoula; Ahmed Tahourb; Mohamed Abida; Najib Essounboulic; Frederic NOLLETc; Sidi Bel Abbes, (2013) Power Control of Wind Turbine based on Fuzzy Controllers. France: The Mediterranean Green Energy Forum Energy Procedia 42,163–172
Evgenije Adzic*; Zoran Ivanovic*; Milan Adzic**;Vladimir Katic*, ( No. 1, 2009) Maximum Power Search in Wind Turbine Based on Fuzzy Logic Control.Serbia:[email protected],[email protected],[email protected] u, [email protected]. 6, No. 1.
Vinod Kumar and 2R. R. Joshi; Asstt Prof., 2Assoc. Prof.,( 2007) Fuzzy Logic Based Light Load Efficiency Improvement Of Matrix Converter Based Wind Generation System. CTAE, Udaipur, Rajasthan, India-313001 Journal of Theoretical and Applied Information Technology.
K. Kaur, Dr.S.Chowdhury; Dr.S.P.Chowdhury; Dr. K.B.Mohanty, Prof.A.Domijan, (May 26, 2009). Fuzzy Logic Based Control Of Variable Speed Induction Machine Wind Generation System. Roukela, India: Authorized licensed use limited to: NATIONAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY. Downloaded from IEEE Xplore.
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يعتبر التحكم الآلي ملتقى المعارف الهندسية، إذ ينبغي مراقبة و ضبط المتغيرات التي تتفاعل في جميع العمليات الصناعية كي تؤدي تجهيزات المنشآت الوظائف التي شيدت من أجلها.إن تكنولوجيا نظام التحكم الآلي لها دور كبير في تخفيف أعباء الحياة اليومية، و جعلها أكثر رفاهية، فنجد تطبيقات التحكم الآلي في معظم الأجهزة المنزلية ، مثل : التبريد والتكييف و الأفران و الغسالات و غيرها. و لقد أصبحت مفاهيم التحكم الآلي تستخدم في شتى مجالات المعرفة مثل علوم الأحياء و الاقتصاد و الاجتماع و الطب و التربية.
شكلت الطاقة الكهربائية عنصراً هاما في تطور البشرية، لكن ترافق استهلاكها مع تهديدات للبيئة بسبب الاعتماد على الوقود الأحفوري كمصدر أساسي لها. و في حين مايزال استخدام الطاقات المتجددة محدوداً و ذو تكلفة تأسيسية عالية، يجري التوجه بشكل واضح إلى الترشيد في استهلاك الطاقة الكهربائية بمراقبتها و التحكم بتجهيزاتها بحيث تحقق المطلوب بأقل استهلاك ممكن. من المعلوم أن الاستهلاك الأكبر للطاقة في الأبنية يجري في قطاع التكييف، و بالتالي فإن أي توفير في الاستهلاك الكهربائي في هذا القطاع سيؤدي إلى التوفير في الاستهلاك الكهربائي الإجمالي للبناء وذلك يتم من خلال منظومة التحكم به. أنظمة التحكم الكهربائي في تطور مستمر و يجب استغلالها و المساهمة في تطويرها لتحقيق وفراً في استهلاك الطاقة الكهربائية. تم في هذا البحث إجراء دراسة التحكم في نظام تكييف ذو حجم هواء متغير مع تصميم متحكم عائم لقيادة مروحة التزويد المركزية بحيث يتم تخفيض استهلاكها مع المحافظة على دورها، و قد تم ذلك من خلال تصميم نموذج فيزيائي مصغر لمروحة نظام التكييف مع الأدوات و البرمجيات المصممة لتبيان وفر الطاقة الكهربائية الذي نحصل عليه باستخدام المتحكم العائم المصمم.
يظهر هذا البحث تصميم متحكم عائم للتحكم بزاوية انحراف شفرات العنفة الريحية بهدف تحسين أداء العنفة الريحية و الحصول على أعظم استطاعة ممكنة و تقليل الضياعات الناتجة عن التسارع و التباطؤ في دوران العنفة الريحية و من ثم تحسين معامل كفاءة أداء العنفة الريح ية؛ و ذلك من خلال الإفادة من تقنيات الذكاء الاصطناعي و بصورة خاصة المنطق العائم، إذ إن المتحكم العائم يساعدنا على تجاوز نقاط الضعف في المتحكمات التقليدية التي تحتاج إلى نموذج رياضي معقد للمنظومة المتحكم بها. صمم متحكم عائم تناسبي تكاملي و قورِن بمحتكمٍ تقليدي تناسبي تكاملي لنظام عنفة ريحية ممثلة بتابع التحويل الواصف لهذه العنفة، ووضعت القواعد اللغوية للمتحكم و توابع الانتماء لإشارتي الخطأ و تراكم الخطأ باستخدام بيئة ماتلاب، و قورنت النتائج التي أظهرت استجابة فضلى عند استخدام المتحكم العائم.
منذ أن تم اختراع المنطق الضبابي والتحكم الضبابي حظي الأخير بانتشار واهتمام متزايدين في تطبيقات متنوعة وفي الأجهزة المختلفة في مختلف نواحي الحياة. ولعل ذلك لسهولة تطبيق نظام التحكم الضبابي ولابتعاده غالباً عن تعقيدات العلاقات الرياضية. حتى لو لم نكن ن علم نموذج النظام موضوع التحكم، يستطيع المتحكم الضبابي ذاتي التنظيم (SOFC) تحسين استجابة متحكم ضبابي خطي موجود أو بناء جدول تحكم من الصفر، من خلال تقييم أداء المتحكم الحالي وتعديل جدول التحكم بناءً على ذلك. يقدم هذا البحث مادة بسيطة توضح كيفية تصميم واستخدام المتحكم الضبابي ذاتي التنظيم. من خلال عملية نمذجة ومحاكاة باستخدام Matlab & Simulink® حيث تم فيها استخدام المتحكم لتنظيم سرعة محرك كهربائي مستمر عند حمولات متغيرة. وأظهرت المحاكاة قدرة المتحكم على تقديم استجابة جيدة وتقليل خطأ السرعة بشكل ملحوظ عند تغير الحمولة. يعد البحث مادة نصية يمكن أن يرجع إليها طلبتنا والباحثون المهتمون في مجال التحكم التكيفي عامة، والتحكم الضبابي ذاتي التنظيم خاصة.
إن من وظائف نظام التعليق في السيارة عزل الاهتزازات الناتجة بسبب وعورة الطريق عن السائق و تأمين قيادة مريحة. و لكن تصميم أنظمة التحكم لأنظمة التعليق نصف الفعالة أمر صعب بسبب اللاخطية التي تبديها العناصر المكونة لهذه الأنظمة مما جعل الدراسات المرتبطة ب ها تتسم بالتعقيد. لذلك و في سبيل تحسين أداء أنظمة التعليق نصف الفعالة دون تكلف عناء تصميم متحكم يعتمد على النموذج مباشرة تم تصميم نظام تحكم باستخدام المتحكم الضبابي ذاتي التنظيم بالاعتماد على مبدأ التأخير في الجزاء للتحكم بنظام تعليق نصف فعال يستخدم المخمدات المغناطيسية الريولوجية. إذ يقوم المتحكم بمحاولة تحسين أداء النظام بناء على الاستجابة المرغوبة الموصوفة في جدول الجزاء. يستخدم المتحكم الضبابي متغيرين كدخل للمتحكم و هما سرعة الكتلة المعلقة و سرعة الكتلة غير المعلقة. باستخدام نموذج ربع سيارة بدرجتي حرية تمت نمذجة و محاكاة النظام في بيئة MATLAB & Simulink®، و تمت مقارنة النتائج مع استراتيجية sky-hook الواسعة الاستخدام، حيث أظهرت المحاكاة قدرة المتحكم الضبابي ذاتي التنظيم على تقديم نتائج جيدةفي التقليل من تسارع الكتلة المعلقة في نماذج الطرق المتنوعة بالمقارنة مع استراتيجية sky-hook.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا