[发明专利]一种双馈风力机最大风能捕获自抗扰非线性控制方法

权利要求书

1.一种双馈风力机最大风能捕获自抗扰非线性控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

在额定风速以下时，采用最佳叶尖速比得到双馈风力机的最佳转速作为外环转速参考值，具体为：通过测量的实时风速，计算出双馈风力机的最佳转速作为外环转速参考值：

式中，λ_opt为最佳叶尖速比，ω^*为外环转速参考值，R为风轮半径，v为实时风速；

采用扩张状态观测器对外环转子转速及系统综合扰动进行观测；

扩张状态观测器ESO为：

式中，z₁为电机电角速度ω的估计值；z₂为综合扰动A的估计值；q_i0，i＝1,2,3为观测器的增益；ε为观测器的观测误差；fal(ε,α_i,δ)为非线性函数，其起抑制信号抖振作用，表示为：

式中，i＝1,2；α_i为系统参数，0α_i1；δ＞0表示线性区间的长度；

对基于定子磁场定向的转矩内环采用反馈线性化解耦控制，具体为：

为：

其中：

式中，分别为非线性反馈输出函数的导数；

由于E(x)是非奇异的，则反馈线性化控制律如下：

式中，分别为转子侧电压d、q轴分量的导数；

将扩张状态观测器和反馈线性化解耦控制与滑模控制相结合，得到双闭环非线性控制策略，具体为；

式中，R_r为转子电阻，L_m为互感系数，L_s为定子电感，L_r为转子电感，为漏感系数，i_ms为励磁电流，ω_s为转差角速度。

2.根据权利要求1所述一种双馈风力机最大风能捕获自抗扰非线性控制方法，其特征在于：所述扩张状态观测器对外环转子转速及系统综合扰动进行观测，并进行负载前馈补偿，输出电机电磁转矩作为转矩内环反馈线性化解耦的输入变量。

3.根据权利要求1或2所述一种双馈风力机最大风能捕获自抗扰非线性控制方法，其特征在于：双馈风力机的运动方程为：

其中，为综合扰动，T_e为电机电磁转矩，J为风机的转动惯量，n_p为电机极对数，T_a为风机的驱动转矩，B为粘性摩擦系数，ω为电机电角速度。