永磁直驱风力发电机滑模变结构控制研究

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1、第47卷第7期电力电子技术Vo1．47．No．72013年7月PowerElectronicsJuly2013永磁直驱风力发电机滑模变结构控制研究魏三统1,2，张辉，贾波，支娜(1．西安理工大学，陕西西安710048；2．西安交通大学，电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西西安710049)摘要：针对永磁直驱风力发电系统(PMDDWPS)中永磁同步发电机(PMSG)采用PID控制的不足，将2阶非奇异终端滑模变结构控制(SMC)应用于PMSG设计转速外环控制器与电流内环控制器，仿真验证了在2阶非奇异终端SMC下PMSG具有良好的动、稳态性能，对输入机械转矩变化、转速给定变

2、化的响应速度快，对参数摄动具有较强的鲁棒性。构建了永磁直驱风力发电实验平台，实验结果证明了该方法的有效性。关键词：永磁同步发电机；非奇异终端；滑模控制；控制器中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)07—0052—03StudyoftheSlidingModeControlTacticofPMDDWPSWEISan．tong一，ZHANGHui一，JIABo，ZHINa(1．Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：Thetraditionaldesignmetho

3、dofpermanentmagnetsynchronousgenerator(PMSG)inpermanentmagnetdi-rectdrivewindpowersystem(PMDDWPS)isPIDcontrol，toovercomethedisadvantageofthatPIDcontroladdress—es，2ordernonsingularterminalslidingmodecontrol(SMC)isemployedtodesignthespeedregulatorandthecurrentregulatorofPMSG．Inaddition，vi

4、rtualplatformissetupwithMatlab／Simulink，simulationresuhsarealsogiventodemonstratethevalidityandfeaturesofthismethod．Theyshowthat2orderSMCapplicationsinthePMSGcontrolhasgooddynamicandsteady·stateperformances，andhasfastresponsetothechangeoftheinputmechanicaltorque，thegivenspeed，furthermor

5、e，italsohasgoodadaptabilitytothegeneratorparameters’perturbation．Theexperimentin—vestigationconductedinthelaboratoryismadetofurtherverifytheefectofthecontrolstrategyforPMSG．Keywords：permanentmagnetsynchronousgenerator；nonsingularterminal；slidingmodecontrol；controllerFoundationProject：Su

6、pportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51277150，50977078)；Sci—enceandTechnologyProjectofXi’an(No．CX1256(1))；OpenFundofStateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipments(No．EIPE12209)；TheProvincialEducationDepartmentFoundationofShaanxi(No．12JK0561)1引言SMC是一种有效的非线性鲁

7、棒控制方法，它具有对参数摄动和外部扰动鲁棒性强、响应迅速等目前，在基于背靠背双脉宽调制(PWM)变流优点[。关于SMC在PMDDWPS中的应用，已有一器的PMDDWPS中．对PMSG的控制普遍采用PID些文献进行研究『3_。但以往的研究侧重于滑模面控制。PID控制具有结构简单、容易实现等优点，及控制律设计。主要采用1阶滑模控制，由于1阶但对非线性特性很强的PMDDWPS而言．性能易滑模控制作用的不连续性。容易产生高频抖振。在受参数摄动及外部扰动的影响，只能在有限的工此从抑制滑模抖振的角度出发，采用高阶滑模控作范围内满足稳定性要求；此外，PMSG的解耦