[發明專利]一種基于負載的低風速風力機雙積分滑?？刂品椒?/span>在審
| 申請號： | 202110085891.5 | 申請日： | 2021-01-22 |
| 公開（公告）號： | CN112879217A | 公開（公告）日： | 2021-06-01 |
| 發明（設計）人： | 夏亞平;劉培 | 申請（專利權）人： | 湘潭大學 |
| 主分類號： | F03D7/00 | 分類號： | F03D7/00 |
| 代理公司： | 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108 | 代理人： | 顏昌偉 |
| 地址： | 411105*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 負載 風速 風力機 積分 控制 方法 | ||
1.一種基于負載的低風速風力機雙積分滑?？刂品椒?，其特征在于，包括以下步驟：采用發電機電磁轉矩和低風速轉矩之間的標準差作為誤差，在轉矩誤差中引入雙積分作用，加速風力機對于轉矩跟蹤的響應速度，以發電機的電磁轉矩作為發電機的輸出來控制風力機實際的轉矩，其中，發電機電磁轉矩參考值式中，wg為發電機的轉速，kopt為最佳轉速時的比例常數，ng為傳動比。
2.根據權利要求1所述的基于負載的低風速風力機雙積分滑?？刂品椒?，其特征在于，所述的式中λopt為最佳葉尖速比，R為風輪的半徑，Cpmax為風力機運行時風能利用系數最大值。
3.根據權利要求2說所述的基于負載的低風速風力機雙積分滑?？刂品椒?，其特征在于，所述的最佳葉尖速比式中v為風速，wr為風力機的風輪轉速，通過卡爾曼濾波和牛頓-拉夫遜的方法，獲取到估計風速v。
4.根據權利要求1說所述的基于負載的低風速風力機雙積分滑?？刂品椒?，其特征在于，根據發電機的電磁轉矩和低速軸的轉矩，設計滑模面的轉矩跟蹤誤差，在轉矩誤差中引入積分作用：
定義轉矩跟蹤誤差e1＝Topt-Tg，e2＝∫(Topt-Tg)dτ，e3＝∫{∫Topt-Tg}dτ，式中Topt為最優轉矩，Tg為低速軸轉矩。
5.根據權利要求4說所述的基于負載的低風速風力機雙積分滑?？刂品椒?，其特征在于，根據滑模面的誤差設計滑模面：定義控制器的滑模面s＝a1e1+a2e2+a3e3，a1、a2、a3是常數。
6.根據權利要求5說所述的基于負載的低風速風力機雙積分滑?？刂品椒?，其特征在于，將滑模面求導：其步驟如下：
步驟A、
步驟B、將代入步驟A得到：
7.根據權利要求6說所述的基于負載的低風速風力機雙積分滑模控制方法，其特征在于，根據滑模面的轉矩誤差設計控制率：為了證明所設計的控制器在理論上是穩定的，選取Lypunov函數來證明控制器的穩定性，其方法為：
步驟A、選取Lypunov函數為
步驟B、將步驟A求導：
步驟C、將權利6中的滑模面導數代入步驟B得到：
8.根據權利要求7說所述的基于負載的低風速風力機雙積分滑?？刂品椒?，其特征在于，根據滑模面的設計選取控制率
式中，wopt為最優轉速，ng為傳動比，kopt為最佳轉速時的比例常數。
9.根據權利要求8說所述的基于負載的低風速風力機雙積分滑?？刂品椒?，其特征在于，選取控制率使得Lypunov函數將代入Lypunov函數得到：
式中，a1為正數。
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