[发明专利]一种自适应指令滤波反演的虚拟同步电机控制方法

权利要求书

1.一种自适应指令滤波反演的虚拟同步电机控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

建立三阶非线性状态空间模型；

根据所述三阶非线性状态空间模型获得控制器。

2.根据权利要求1所述的一种自适应指令滤波反演的虚拟同步电机控制方法，其特征在于：所述三阶非线性状态空间模型包括：

a₁＝-D/J，a₂＝-1/J，

式中，Δδ为功角与平衡点的偏差，Δω为转速与平衡点的偏差，ΔT_e为电磁转矩与平衡点的偏差，J和D表示为转子的转动惯量和阻尼系数，a₁为与转动惯量和阻尼系数有关的模型参数，a₂为与转动惯量有关的模型参数，ψ_f为磁链；k_a为低通滤波器增益，τ_a为低通滤波器截止频率相关的变量，c设为常数1；i为虚拟同步电机的输出电流，u为控制器，T_ref为机械转矩。

3.根据权利要求1所述的一种自适应指令滤波反演的虚拟同步电机控制方法，其特征在于：所述控制器包括：

e₁＝Δδ-Δδ_ref，

e₂＝Δω-Δω^c，

e₃＝ΔT_e-ΔT_e^c，

k₃>0，

式中，Δδ为功角与平衡点的偏差，Δω为转速与平衡点的偏差，ΔT_e为电磁转矩与平衡点的偏差，i为虚拟同步电机的输出电流，ψ_f为磁链，为系统参数a₂的自适应估计值，Δδ_ref为功角与平衡点的偏差Δδ的参考值，Δω^c为将转速的虚拟控制量送入指令滤波器后重新获得的虚拟控制量，ΔT_e^c为将转矩的虚拟控制量送入指令滤波器后重新获得的虚拟控制量，e₁定义为功角的误差，e₂定义为转速的误差，e₃定义为电磁转矩的误差，k₃为控制器设计过程电磁转矩误差e₃的调节常数。

4.根据权利要求1所述的一种自适应指令滤波反演的虚拟同步电机控制方法，其特征在于：所述三阶非线性状态空间模型通过引入指令滤波器、投影算子计算获得控制器。

5.根据权利要求4所述的一种自适应指令滤波反演的虚拟同步电机控制方法，其特征在于：所述三阶非线性状态空间模型的转速和电磁转矩的虚拟控制量通过所述指令滤波器获得虚拟控制量的导数。

6.根据权利要求4所述的一种自适应指令滤波反演的虚拟同步电机控制方法，其特征在于：所述投影算子的引入方法包括：

式中，Proj(,)为投影算子，为模型参数a₁的自适应估计值，为模型参数a₂的自适应估计值，γ₁为自适应估计值的调节常数，γ₂为自适应估计值的调节常数，为补偿指令滤波器的滤波误差后重新定义的转速误差。

7.根据权利要求1所述的一种自适应指令滤波反演的虚拟同步电机控制方法，其特征在于：所述三阶非线性状态空间模型根据虚拟同步电机的转子摇摆方程及转矩模型建立。