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Object-oriented modelling of wind turbines and its application for control design based on nonlinear dynamic inversion

Reiner, Matthias und Zimmer, Dirk (2017) Object-oriented modelling of wind turbines and its application for control design based on nonlinear dynamic inversion. Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems, 23 (3.2017), Seiten 319-340. Taylor & Francis. doi: 10.1080/13873954.2017.1298627. ISSN 1387-3954.

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Offizielle URL: http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/13873954.2017.1298627

Kurzfassung

This article presents the object-oriented modelling of wind turbine aero-elastics. The article details the undertaken modelling approach and demonstrates its validity by comparing the results to a domain-specific simulation tool. The resulting object-oriented models can be generically adapted to meet different tasks or combined with models from other domains. Also the combination object-oriented Modelica and functional mock-up interface technology enable a rapid design of nonlinear controllers. As one possible application example, the article presents the model-based design of a corresponding controller. Its goal is to extend the turbine lifetime by reducing the structural loads. To this end, a modern control scheme is proposed that takes full advantage of the underlying object-oriented modelling approach. The controller is based on nonlinear dynamic inversion control methods combined with pseudo control hedging. The controller uses wind speed measurement information to adjust to wind gust load. Simulation-based comparisons to conventional control designs show a large potential reduction of the gust load on the wind turbine using the proposed controller.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/115156/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Object-oriented modelling of wind turbines and its application for control design based on nonlinear dynamic inversion
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Reiner, Matthiasmatthias.reiner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zimmer, DirkDirk.Zimmer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:27 März 2017
Erschienen in:Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:23
DOI:10.1080/13873954.2017.1298627
Seitenbereich:Seiten 319-340
Verlag:Taylor & Francis
ISSN:1387-3954
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Elastic wind turbine modelling, nonlinear dynamic inversion, pseudo control hedging, optimization, blade-element momentum theory, rotor aerodynamics
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Systeme und Kabine (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik
Hinterlegt von: Zimmer, Dirk
Hinterlegt am:13 Nov 2017 16:51
Letzte Änderung:02 Nov 2023 14:50

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