[发明专利]一种风力发电T-S模糊鲁棒调度容错控制方法

说明书

本发明涉及一种风力发电T‑S模糊鲁棒调度容错控制方法，其技术特点是：建立执行器故障的参数不确定非线性系统的T‑S模糊模型；基于非线性T‑S模糊模型采用模糊专用观测器对系统状态进行有效估计，针对系统的不确定性、不可测量状态和执行器故障构建模糊比例积分观测器，用于故障信号的精确重构，然后，利用平行分布补偿方法构建基于观测器故障重构的模糊调度容错控制器；通过基于观测器故障重构的模糊调度容错控制器进行风力发电T‑S模糊鲁棒调度容错控制。本发明设计合理，其通过建立执行器故障影响下的非线性T‑S模糊鲁棒调度容错控制方法的数学模型，实现了风力发电T‑S模糊鲁棒调度容错控制功能,具有良好稳态和动态性能。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其是一种风力发电T-S模糊鲁棒调度容错控制方法。

背景技术

随着科学技术的发展，许多高水平综合大型复杂非线性系统得到大规模应用，因此对控制系统发生的故障具有一定的容错能力，保证控制系统的安全性和可靠性变得越来越重要。风能作为重要的绿色能源，其开发与利用成为全球能源领域关注的焦点。风能转换系统(wind energy con-version system,WECS)在随机、间歇性的风力作用下表现出随机、切换的特性，是典型的大型复杂非线性系统。

目前，在风能转换系统的容错控制中，史运涛等学者研究了一种基于随机PWA模型的风能转换系统的H∞容错控制方法，解决了随机风力载荷作用下的风能转换系统的建模与容错控制问题。吴忠强、杨阳等学者研究了一种基于自适应故障观测器设计了状态反馈容错控制器，保证了系统发生故障时依然能维持正常运行的良好性能。国外学者Bakri A E等对双馈风电系统进行T-S建模，针对系统的执行器和传感器故障，分别基于模糊滑膜观测器和模糊观测器建立容错控制器。但是上述控制方法中，均没有考虑系统产生的不确定性部分，使得系统的鲁棒稳定性得不到充分保障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、具有良好稳态和动态性能的风力发电T-S模糊鲁棒调度容错控制方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种风力发电T-S模糊鲁棒调度容错控制方法，包括以下步骤：

步骤1、建立执行器故障的参数不确定非线性系统的T-S模糊模型；

步骤2、基于非线性T-S模糊模型采用模糊专用观测器对系统状态进行有效估计，针对系统的不确定性、不可测量状态和执行器故障构建模糊比例积分观测器，用于故障信号的精确重构，然后，利用平行分布补偿方法构建基于观测器故障重构的模糊调度容错控制器；

步骤3、通过基于观测器故障重构的模糊调度容错控制器进行风力发电T-S模糊鲁棒调度容错控制。

所述步骤1的具体实现方法为：针对具有不确定性的非线性系统，建立一系列模糊规则，每个规则代表其中的一个子系统，考虑到系统执行器故障，整个的参数不确定非线性系统的T-S模糊模型为：