[摘要]：論文標(biāo)題：永磁同步風(fēng)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)自抗擾控制器設(shè)計

引用格式如下：張?zhí)m紅，李勝，張卿杰. 永磁同步風(fēng)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)自抗擾控制器設(shè)計[J].控制工程: 2022,29(9):1645-1651. DOI: 10.14107/j.cnki.kzgc.20200573

一、主要研究內(nèi)容

永磁直驅(qū)同步電機(jī)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要機(jī)型之一，目前主要采用矢量控制技術(shù)，但矢量控制需使用多個PI調(diào)節(jié)器。PI調(diào)節(jié)器使系統(tǒng)動態(tài)性能變差，且對非線性系統(tǒng)的適應(yīng)性也較差，因而矢量控制技術(shù)在輸入轉(zhuǎn)速隨時變化的風(fēng)力發(fā)電中控制性能并不盡如人意。自抗擾控制(auto disturbance rejection control，ADRC)是借鑒現(xiàn)代控制在分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性質(zhì)方面的成果提出的一種估計并補(bǔ)償不確定因素的控制技術(shù)，它不依賴于系統(tǒng)模型，使用靈活。本文將自抗擾控制器應(yīng)用于矢量控制永磁同步發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)，對自抗擾控制器的跟蹤微分器、擴(kuò)張狀態(tài)觀測器和非線性誤差反饋控制律3個組成部分進(jìn)行了研究和設(shè)計，提出了一種結(jié)合抗抖振因子函數(shù)的改進(jìn)型Gfal函數(shù)來提高自抗擾控制器的性能，將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的各項(xiàng)擾動納入新增狀態(tài)變量進(jìn)行了估計與補(bǔ)償，以提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在不同風(fēng)速下的工作穩(wěn)定性和所發(fā)電能質(zhì)量。

二、實(shí)驗(yàn)平臺

實(shí)驗(yàn)平臺結(jié)構(gòu)如圖1所示，整個系統(tǒng)由風(fēng)力機(jī)模擬器、永磁同步發(fā)電機(jī)PMSG、變流器、YXSPACE快速原型控制器與PC機(jī)組成。風(fēng)力機(jī)模擬器采用5kW的ABB變頻器控制一臺2.2kW異步電動機(jī)來模擬實(shí)際風(fēng)機(jī)；永磁同步發(fā)電機(jī)為1.5kW；變流器包括機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器兩部分；YXSPACE快速原型控制器用于將PC機(jī)調(diào)試成功的控制算法的Matlab仿真模型轉(zhuǎn)換成C語言代碼，并根據(jù)所測得的變流器平臺中電壓、電流等物理量發(fā)出合適的PWM開關(guān)信號，控制永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)與變流器運(yùn)行；PC機(jī)作用是對所建立的仿真模型進(jìn)行接口設(shè)置，使其與YXSPACE快速原型控制器硬件接口實(shí)現(xiàn)正確連接，以便將仿真模型下載至YXSPACE快速原型控制器中，并對系統(tǒng)中所需參數(shù)進(jìn)行測量；圖2(a)～(d)分別為實(shí)驗(yàn)平臺各個組成部分實(shí)物照片。