[發(fā)明專利]一種雙饋風(fēng)力機(jī)最大風(fēng)能捕獲自抗擾非線性控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011594413.9
• 申請(qǐng)日: 2020-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN112523945B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任海軍;周高;王帥;沈力;李琦;韋沖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): F03D7/00
• 分類號(hào): F03D7/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 李金蓉

1.一種雙饋風(fēng)力機(jī)最大風(fēng)能捕獲自抗擾非線性控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

在額定風(fēng)速以下時(shí)，采用最佳葉尖速比得到雙饋風(fēng)力機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速作為外環(huán)轉(zhuǎn)速參考值，具體為：通過測(cè)量的實(shí)時(shí)風(fēng)速，計(jì)算出雙饋風(fēng)力機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速作為外環(huán)轉(zhuǎn)速參考值：

式中，λ_opt為最佳葉尖速比，ω^*為外環(huán)轉(zhuǎn)速參考值，R為風(fēng)輪半徑，v為實(shí)時(shí)風(fēng)速；

采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)外環(huán)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及系統(tǒng)綜合擾動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)；

擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器ESO為：

式中，z₁為電機(jī)電角速度ω的估計(jì)值；z₂為綜合擾動(dòng)A的估計(jì)值；q_i0，i＝1,2,3為觀測(cè)器的增益；ε為觀測(cè)器的觀測(cè)誤差；fal(ε,α_i,δ)為非線性函數(shù)，其起抑制信號(hào)抖振作用，表示為：

式中，i＝1,2；α_i為系統(tǒng)參數(shù)，0α_i1；δ＞0表示線性區(qū)間的長(zhǎng)度；

對(duì)基于定子磁場(chǎng)定向的轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)采用反饋線性化解耦控制，具體為：

為：

其中：

式中，分別為非線性反饋輸出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)；

由于E(x)是非奇異的，則反饋線性化控制律如下：

式中，分別為轉(zhuǎn)子側(cè)電壓d、q軸分量的導(dǎo)數(shù)；

將擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器和反饋線性化解耦控制與滑模控制相結(jié)合，得到雙閉環(huán)非線性控制策略，具體為；

式中，R_r為轉(zhuǎn)子電阻，L_m為互感系數(shù)，L_s為定子電感，L_r為轉(zhuǎn)子電感，為漏感系數(shù)，i_ms為勵(lì)磁電流，ω_s為轉(zhuǎn)差角速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙饋風(fēng)力機(jī)最大風(fēng)能捕獲自抗擾非線性控制方法，其特征在于：所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)外環(huán)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及系統(tǒng)綜合擾動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)，并進(jìn)行負(fù)載前饋補(bǔ)償，輸出電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩作為轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)反饋線性化解耦的輸入變量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種雙饋風(fēng)力機(jī)最大風(fēng)能捕獲自抗擾非線性控制方法，其特征在于：雙饋風(fēng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程為：

其中，為綜合擾動(dòng)，T_e為電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，J為風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，n_p為電機(jī)極對(duì)數(shù)，T_a為風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，B為粘性摩擦系數(shù)，ω為電機(jī)電角速度。