[发明专利]一种考虑执行机构不确定的风机变桨距滑模自适应控制方法

摘要

本发明提出了一种考虑执行机构不确定的风机变桨距滑模自适应控制方法，属于风机控制技术领域。所述方法的步骤为：步骤1：在永磁直驱风电系统中，以风机机械功率原始模型为基础，利用风机传动系统模型获得包含风机模型参数不确定和变桨距执行机构输入不确定风机模型步骤2：针对步骤1获得的包含风机模型参数不确定和变桨距执行机构输入不确定风机模型，以非奇异终端滑模面模型为基础，获得风机滑模自适应控制器的自适应参数模型。本发明提出的控制方法具有控制稳定性高等特点。

主权项

1.一种考虑执行机构不确定的风机变桨距滑模自适应控制方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：在永磁直驱风电系统中，以风机机械功率原始模型为基础，利用风机传动系统模型获得包含风机模型参数不确定和变桨距执行机构输入不确定风机模型；其中，P_ω为风机捕获功率，ρ为空气密度；R为风力机桨叶半径；v为风速；C_p(β,λ)为风能利用系数；β为风力机桨叶的浆距角；λ为叶尖速比；J为风电系统转动惯量，T_e为发电机电磁转矩，T_ω为风机机械转矩；ω为风机转子转速；步骤2：针对步骤1获得的包含风机模型参数不确定和变桨距执行机构输入不确定风机模型，以非奇异终端滑模面模型为基础，获得控制器参数在线调整的风机滑模自适应控制器；其中，步骤1所述的包含风机模型参数不确定和变桨距执行机构输入不确定风机模型的获取步骤为：第一步：风机机械功率原始模型获得风机的机械转矩模型：第二步：针对第一步所述机械转矩模型的恒功率工作点(ω_o，v_o，β_o)，将所述恒功率工作点的机械转矩模型线性化，获得线性化恒工作点机械转矩模型：T_ω‑T_o＝αΔω+ξΔv+γΔβ；其中，Δω＝(ω‑ω_o)，Δv＝(v‑v_o)，Δβ＝(β‑β_o)，T_o＝f(ω_o，v_o，β_o)，α，γ，ξ为常数参数；γ表示变桨距执行机构系数；Δω表示转速增量，Δv表示风速增量，Δβ表示桨距角增量，T_o,ω_o,v_o分别表示恒功率工作点处的风机转矩，风机转速，风速，β为风机实时桨距角；第三步：将第二步所述线性化恒功率工作点机械转矩模型：T_ω‑T_o＝αΔω+ξΔv+γΔβ代入步骤1中所述风机传动系统模型中，获得风机在恒功率工作点处的线性模型J为风电系统转动惯量；第四步：将风机变桨距执行机构等效为一个惯性系统，所述惯性系统的模型为：τ_β为变桨距执行机构时间常数，β_c为输入桨距角；第五步：利用所述常数参数α，ξ，γ获得带有常数参数估计值和不确定部分的参数组合式，所述参数组合式：其中，为所述常数参数的估计值，Δα，Δξ，Δγ为所述常数参数的不确定值；第六步：将第四步所述惯性系统的模型和第五步所述参数组合式带入第三步所述模型中，获得步骤1所述获得包含风机模型参数不确定和变桨距执行机构输入不确定风机模型；所述风机模型具体为：其中，表示所述风机模型的常数参数不确定部分和执行机构不确定部分。