永磁直驱同步风力发电机滑模控制研究

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1、ELECTRICDRIVE2014Vo1．44No．9电气传动2014年第44卷第9期永磁直驱同步风力发电机滑模控制研究刘军，吴琼(西安理工大学自动化学院，陕西西安710048)摘要：介绍了永磁直驱风力发电系统控制研究。针对传统矢量控制中PI控制器存在参数不易整定，对外界扰动及参数摄动鲁棒性差的问题，引入了滑模变结构控制器。为了减小滑模控制中的抖振现象提高系统的动态品质，提出了一种基于变速变指数趋近律的滑模变结构控制策略。为了使变速变指数趋近律在大幅度削弱抖振的同时，依然使系统具有较强的鲁棒性，对滑模增益进行分段

2、设计，得出基于变增益变速变指数趋近律的滑模变结构控制器。最后在永磁同步风力发电矢量传统线性PI控制的基础上，结合上述滑模变结构控制策略在Matlab／Simulink环境下进行了仿真实验，仿真实验验证了新型滑模控制策略的优越性。关键词：永磁同步发电机；滑模变结构控制；变增益变速变指数趋近律；Matlab／Simulink中图分类号：TM31文献标识码：ASlidingModeControlofPermanentMagnetSynchronousDirect—driveWindPowerSystemLIUJun．w

3、uQiong(CollegeofAutomation，Xi’anUniversityofTechnology，’an710048，Shaanxi，China)Abstract：Thecontrolofpermanentmagnetdirectdrivewindpowersystemwasdescribed．AstheparametersofPIcontrollerintraditionalvectorcontrolisdifficulttosettingandpoorrobustnessinexternaldis

4、turbanceandparameterchange．Slidingmodevariablestructurecontrollerwasintroduced．Inordertoreducechmtefingintheslidingmodecontroltoimprovedynamicperformanceofthesystem，anewtypeofavariablespeedandexponentialreachinglawwasusedtoovercometheshortcomingofconventional

5、exponentialreachinglaw．Effectivelyrestrainedtheinherentchatteringofslidingmodecontro1．Inordertomakethenewtypeofvariablespeedandexponentialreachinglawstillremainthestrongrobustnessinweakenchmtering，theslidingmodegainhasbeendesignedstepbystep．Finally，atlastwege

6、tvariablegainvariablespeedindexreachinglawslidingmodecontroller．OnthebasisoftraditionalvectorcontrolcombiningtheslidingmodecontrolstrategyaresimulatedinMatlab／Simulink，simulationverifythesuperiori~oftheimprovedcontrolstrategy．Keywords：permanentmagnetsynchrono

7、usgenerator；slidingmodecontrol(SMC)；variablegainvariablespeedindexreachinglaw；MadablSimulink格的不断降低。从长远来看永磁直驱风力发电系统将会成为风力发电技术领域的重要发展方风力发电系统可以分为两大类：恒速恒频n]向口]。本文主要讨论背靠背双PWM拓扑结构的与变速恒频发电系统。为了在宽广的风速变化永磁直驱风力发电系统。范围内实现最大风能捕获，变速恒频机组应运而永磁同步风力发电机是一个多变量、强耦生。主流的变速恒频机组可以分为

8、：基于双馈感合、非线性的变参数复杂对象，常规的PI控制应发电机和基于永磁同步发电机的直接驱动机无法在系统参数变化以及外加干扰时满足高性组两类。随着电力电子器件的飞速发展以及价能控制要求，并且PI控制易产生超调。为了解决基金项目：教育部博士点基金(20106118110009)作者简介：刘军(1963一)，男，博士，教授，Email：Liujuno31O@sina．COIn