[發(fā)明專利]一種風(fēng)電機組變槳距控制的改進自抗擾控制器和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110411929.3
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113110333A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左亞輝;謝源;姜珊;錢鍇;任懷信
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電機學(xué)院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發(fā)明涉及一種風(fēng)電機組變槳距控制的改進自抗擾控制器，與被控風(fēng)機連接，用于控制被控風(fēng)機的擾動，包括跟蹤微分器、非線性組合模塊、擴張狀態(tài)觀測器和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，所述的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊嵌入于擴張狀態(tài)觀測器中，用于擬合部分擾動，并在線調(diào)節(jié)擴張狀態(tài)觀測器的參數(shù)；該系統(tǒng)工作時，擾動的估計包括兩部分，具體為：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊預(yù)測的擾動值f_BP和擴張狀態(tài)觀測器估計的擾動值與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有抗干擾能力更強、范圍更廣、控制效果更好等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種風(fēng)電機組變槳距控制的改進自抗擾控制器和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

自抗擾控制器(ADRC)是一種在工業(yè)過程控制中應(yīng)用的自動控制方法，其主要優(yōu)點是能夠自動跟蹤系統(tǒng)中的隨機擾動并對控制輸出進行自動補償，對被控對象的精確數(shù)學(xué)模型不存在很強的依賴性，具有很強的抗干擾能力和控制的魯棒性，該種控制方法在工業(yè)過程控制中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，其控制的優(yōu)越性得到了現(xiàn)場工程技術(shù)人員的廣泛認同。

傳統(tǒng)的自抗擾控制器(ADRC)因具備較強的魯棒性及抗干擾能力，已成功應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機變槳距系統(tǒng)中，但仍存在一定的延遲，參數(shù)整定所需要的計算量較大、效率不高等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能夠在線調(diào)節(jié)擴張狀態(tài)觀測(ESO)參數(shù)的風(fēng)電機組變槳距控制的改進自抗擾控制器和系統(tǒng)，抗干擾能力更強、范圍更廣，控制效果更好。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種風(fēng)電機組變槳距控制的改進自抗擾控制器，與被控風(fēng)機連接，用于控制被控風(fēng)機的擾動，包括跟蹤微分器、非線性組合模塊、擴張狀態(tài)觀測器和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，所述的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊嵌入于擴張狀態(tài)觀測器中，用于擬合部分擾動，并在線調(diào)節(jié)擴張狀態(tài)觀測器的參數(shù)；

該控制器工作時，擾動的估計包括兩部分，具體為：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊預(yù)測的擾動值f_BP和擴張狀態(tài)觀測器估計的擾動值

進一步地，所述的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊調(diào)節(jié)的擴張狀態(tài)觀測器的參數(shù)包括β₀₁、β₀₂和β₀₃。

其中，所述的擴張狀態(tài)觀測器的參數(shù)β₀₁、β₀₂和β₀₃分別為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定ESO參數(shù)。

進一步地，所述的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊通過采樣獲得擴張狀態(tài)觀測器的三個輸出參數(shù)z₁、z₂和z₃，其中，z₁和z₂作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸入，z₃作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸出。

其中，所述的擴張狀態(tài)觀測器的三個輸出參數(shù)z₁、z₂和z₃分別為狀態(tài)觀測器的輸出信號的觀測值。

進一步地，所述的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊為訓(xùn)練完成的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。

更進一步地，所述的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊采用離線訓(xùn)練的方式，所述的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

進一步地，該改進自抗擾控制器估計的總的擾動

更進一步地，該改進自抗擾控制器的數(shù)學(xué)表達式為：

e₁＝z₁-w