[发明专利]基于区间参数PID控制器的双馈风力发电系统电流控制方法

说明书

一种基于区间参数PID控制器的双馈风力发电系统电流控制方法，包括建立三相静止、两相旋转坐标系下的双馈风力发电机和变换器的模糊区间数数学模型研究双馈电机在电网高电压故障时的电磁过程，并通过理论分析，推导出各种不同电网电压故障时的双馈电机定子磁链及转子感应电压的值，根据双馈风力发电系统的多参数不确定性特点，把模糊区间数引入双馈风力发电系统模型中，建立三相静止、两相旋转坐标系下的双馈风力发电机和变换器的模糊区间数数学模型；为双馈风力发电系统高电压穿越控制及保护策略的研究提供理论依据。

技术领域

本发明涉及模糊区间数学模型技术领域，特别涉及一种基于区间参数PID控制器的双馈风力发电系统电流控制方法。

背景技术

模糊数学起源于美国著名的控制论专家L.A.Zadeh的模糊集合论，它的发现是数学发展史上的一座丰碑，使得我们由一个确定性的数学世界进入了不确定性的数学世界。之前在工程实践、科学研究乃至平常生活中，人们所碰到的需要研究的问题，基本上都属于确定性问题，如在某磁场内磁场强度与磁通之间、作用力与反作用力之间都存在确定性关系，属于确定性问题，我们可以用一般代数方程，或者使用微分方程等就可以解决问题。但对于某一对象的体积、重量的测量误差的大致估计；工厂使用产品的寿命的测量；机械部件某个部分出现损伤程度的鉴定；美与丑、大与小的划分等都没有完全确定的定义，属于不确定性问题，不能用上述常规方程进行研究，而L.A.Zadeh的模糊集合论的发表，创造了用于解决模糊现象的学科--模糊数学。模糊数学发展很迅速，各个领域都呈现出了百花齐放的现象。如在拓扑学、逻辑学、控制论、聚类分析、故障诊断诸多方面都取得了很大的突破。

区间数产生于模糊数，所谓区间数就是指把一个区间[a,b]作为一个整体来考虑，一般都是闭区间。假定给一个区间a，它的隶属函数在该区间上取1而在区间外取0。为了确定模糊区间形状，需要考虑二维空间，水平维度类似于在区间表示之中使用的方法，垂直维度则与隶属度的处理有关，因此受限于区间[0,1]。

区间运算是在一组区间上定义的算术，而区间其实就是实数轴上的一个闭区间，现代区间算术的发展始于R.E.Moore的论文。从那以后，成千上万的研究文章和大量的书籍出现在这个主题上，定期会议和特别会议都是关于这个问题的。

不确定参数系统研究

研究意义

(1)自动控制领域的研究工作具有长远的经济效益和社会效益。新疆是石油和矿产资源非常丰富的地区，能源和纺织为新疆的主流工业。新疆的第11个5年规划中，提到发展新兴绿色工业，现又提出跨越式发展长治久安的基本路线。随着科学技术的发展，新型工业不但趋于大型化、复杂化和自动化，而且是多能量、多变量以及数字控制和模拟控制并存。自动化程度的提高可以提高劳动生产效率、降低生产成本，但在传统的控制方法来进行控制时，当系统达到最优的控制参数状态下工作并不是很容易事，一旦发生故障而不能及时得到诊断和恢复，将带来巨大的经济损失。设计可靠的智能控制系统，或者将复杂系统的性能维持在高水平上，切实保障现代复杂系统的可靠性和安全性，是亟待解决的问题，具有十分重要的意义。

(2)工业控制过程中的被控对象比较复杂，建立对应的数学模型比较困难，采用传统的控制方法不易实现。而利用模糊控制不需要建立数学模型，只需建立模糊规则，设计出模糊控制器去控制被控对象。因此设计一个较好的模糊控制算法具有重要意义。所以基于区间分析的模糊方程求解技术在系统优化、控制和故障检测诊断技术中的应用研究已经成为自动控制领域的一个热点研究方向。