[发明专利]一种基于自抗扰控制的串级燃气轮机功率控制方法

权利要求书

1.一种基于自抗扰控制的串级燃气轮机功率控制方法，其特征是：包括外环和内环，外环为二阶线性自抗扰控制器、内环为一阶线性自抗扰控制器，外环二阶线性自抗扰控制器包括比例微分控制器Kp_out，Kd_out与扩张状态观测器ESO_out，内环一阶线性自抗扰控制器包括比例控制器Kp_in与扩张状态观测器ESO_in；

内环一阶线性自抗扰控制器设计包括以下步骤：

低压轴扭矩表示为：其中t₂为时间，T_g为低压轴扭矩，d₂为外部干扰，W_f为燃油流量，为内环系统总扰动，总扰动包括高阶动态扰动、模型误差和外部干扰；

内环一阶线性自抗扰控制器中扩张状态观测器ESO_in设计为：其中，z₁＝T_g，C＝[1 0]，L＝[β₁ β₂]^T，β₁、β₂、为控制器参数整定值；

控制器Kp_in控制率设计为控制器输出为其中T_g,r为低压轴设定输入扭矩即内环一阶线性自抗扰控制器的设定输入。

2.根据权利要求1所述的一种基于自抗扰控制的串级燃气轮机功率控制方法，其特征是：外环二阶线性自抗扰控制器设计包括以下步骤：

燃气轮机动力涡轮功率表示为：其中t₁为时间，N_p为燃气轮机动力涡轮功率，d₁为外部干扰，T_g,r为低压轴扭矩的设定值，为外环系统总扰动；

外环二阶线性自抗扰控制器中扩张状态观测器ESO_out设计为：

其中为控制器参数整定值；

控制器Kp_out控制率设计为控制器输出为其中N_p,r为燃气轮机动力涡轮功率即外环二阶线性自抗扰控制器的设定输入。

3.根据权利要求1所述的一种基于自抗扰控制的串级燃气轮机功率控制方法，其特征是：外环扩张状态观测器ESO_out第一输入为燃气轮机低压轴扭矩的设定值，第二输入为动力涡轮功率测量值；内环扩张状态观测器ESO_in输入为燃气轮机执行机构燃油流量测量值，第二输入为低压轴扭矩的测量值。

4.根据权利要求1所述的一种基于自抗扰控制的串级燃气轮机功率控制方法，其特征是：外环控制反馈值为扩张状态观测器ESO_out输出的动力涡轮功率观测值、动力涡轮功率导数观测值和外环系统总扰动f₁的观测值，内环控制反馈值为扩张状态观测器ESO_in输出的低压轴扭矩的观测值和内环系统总扰动f₂的观测值。