[发明专利]风电机组液压变桨距系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明是一种通过改进最小方差控制策略，对风电机组液压变桨距系统进行调节，使桨叶节距角快速、稳定、无偏差的跟踪设定值的一种方法。

背景技术

风电机组变桨距系统通过桨距调节器，完成叶片节距角的调节，在额定风速以下，保证最大风能捕获效率，在高风速时，限制功率输出。液压变桨距节距调节器通过比例阀来实现的。控制器根据位置传感器信号给出一个-10～+10V的控制电压，通过比例阀控制器转换成一定范围的电流信号，控制比例阀输出流量的方向和大小。电流信号的大小，正比例决定比例阀阀位开度，调节油路流量。电流信号的正负，决定了油路的方向。油液到达液压缸，按比例阀输出的方向和流量推动活塞杆前进或者后退，控制桨叶节距角在一定范围内运动。

由于风速的随机性和不确定性，塔影、风切变、偏航回转等引起的负载扰动，变桨距开关桨的往复动作，液压驱动大质量叶轮负载的惯性环节，使得变桨距控制系统有参数非线性、参数时变性、滞后性等技术特点。

最小方差控制方法对于大滞后系统的控制是十分有益的，同时对于参数非线性和时变系统，也有一定的实用价值。传统最小方差控制方法要求对象必须是最小相位系统，对靠近单位圆的稳定零点非常灵敏。对非最小相位系统，由于含有不稳定零点，导致控制输入的非有界而无法设计控制系统。同时，控制作用可能过大，不准确的初始条件、延迟时间的不确定等都可能显著影响最优预测，而使控制过程发散。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种风电机组液压变桨距系统的控制方法，用于风电机组液压变桨距系统，即解决变桨距控制系统参数非线性、时变性、滞后性等问题。

技术方案：为了克服上述问题，通过采用改进的最小方差控制方法，弥补传统方法的不足，用于液压变桨距控制系统，使得系统响应速度快，动态跟踪性能好，无调节误差，同时，无需在线辨识对象模型，充分利用控制方法的鲁棒性。

本发明的风电机组液压变桨距系统的控制方法采用最小方差控制，实现步骤如下：

步骤1：根据液压变桨距系统被控对象的纯延迟时间，延长预测步长，选择纯延迟时间之后的某一时刻作为预测步长L，使得L大于对象纯延迟时间；

步骤2：由预测步长L和被控对象离散模型的参数多项式A(q-1)=1+Σi=1naaiq-i]]>和B(q-1)=Σi=0nbbiq-i,]]>及关系式1＝E(q^-1)A(q^-1)Δ+q^-LG(q^-1)和F(q^-1)＝E(q^-1)B(q^-1)，得到多项式E(q-1)=1+Σi=1L-1eiq-i,]]>G(q-1)=Σi=0nagiq-i,]]>F(q-1)=Σi=0nb+L-1fiq-i,]]>存入控制器模块中，用于获得控制系统的控制量，其中Δ＝1-q^-1，q^-1为后移算子，n_a，n_b分别为对象离散模型参数多项式A(q^-1)，B(q^-1)的阶次，a_i(i＝1…n_a)，b_i(i＝0…n_b)，e_i(i＝1…L-1)，g_i(i＝0…n_a)，f_i(i＝0…n_b+L-1)分别为对应多项式的系数；