[发明专利]一种DFIG网侧变换器电流跟踪非线性控制方法及其控制系统

权利要求书

1.一种DFIG网侧变换器电流跟踪非线性控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：对DFIG网侧变换器进行数学建模：将DFIG网侧变换器的非线性过程用状态方程表示，建立其数学模型；

步骤二：采用滑模控制器实现网侧变换器电压外环控制：选取合适的滑模面，建立符合李雅普诺夫稳定性的滑模控制器，实现电压外环控制；

步骤三：采用反馈线性化实现网侧变换器电流内环控制：在满足反馈线性化条件下，对DFIG网侧变换器数学模型进行反馈线性化解耦，实现电流跟踪控制，完成闭环控制过程。

2.根据权利要求1所述的一种DFIG网侧变换器电流跟踪非线性控制方法，其特征在于：所述步骤一建立数学模型的具体步骤为：

步骤1.1：建立DFIG网侧变换器的三相静止abc数学模型，其表达式如下：

上式中：u_a、u_b、u_c为变压器输出电压，u_ra、u_rb、u_rc为网侧变流器交流侧电压，R为寄生电阻，L为滤波电抗器的电感，i_a、i_b、i_c为网侧变流器输入电流，C为直流母线滤波电容，u_dc为直流母线电压，i_load为网侧流向转子变流器的电流，S_a、S_b、S_c为网侧变换器的开关函数；

步骤1.2：通过坐标变换将网侧变换器三相静止abc数学模型转换得到两相静止αβ坐标系下的数学模型，转换关系如下：

3.根据权利要求1所述的一种DFIG网侧变换器电流跟踪非线性控制方法，其特征在于：所述步骤二采用滑模控制器实现网侧变换器电压外环控制的具体步骤为：

步骤2.1：选取滑模面函数：S＝u_{dc_ref}-u_dc；

上式中：u_{dc_ref}为参考电压；

步骤2.2：选择指数趋近律限定滑模控制趋近阶段的运动轨迹，上式中：k₁、k₂为滑模控制器参数，且k₁＞0，k₂＞0，ε为误差带，ε＞0，为S的导数，sat(S)为饱和函数，所述饱和函数的计算公式如下：

步骤2.3：当系统稳定时，系统的直流母线电压u_dc将无静差跟踪参考值u_{dc_ref}，此时，将上式代入滑模面函数得：

根据直流母线电压与功率关系，可得内环有功功率与直流母线电压关系为：

根据上述计算公式可得网侧变换器直流母线电压外环的控制方程为：

P＝(C[k₁S+k₂sat(S)]+i_load)u_dc。