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一种基于改进自抗扰控制器的风电机组变桨距控制策略
基于改进自抗扰控制器的风电机组变桨距控制策略
摘要：随着全球能源需求的不断增加，风能作为一种可再生的清洁能源正变得越来越重要。风电机组是风能利用的主要设备之一，其变桨距控制策略的准确性和稳定性对于优化风能利用效率至关重要。本文提出了一种基于改进自抗扰控制器的风电机组变桨距控制策略，旨在提高风电机组的控制性能，并降低不确定性对控制系统的影响。
关键词：风电机组、变桨距控制、自抗扰控制器、优化风能利用、稳定性、控制性能
1.引言
风能是一种无限可再生的清洁能源，其具有广泛分布、成本较低等优点，因此得到了世界各国的广泛关注。风电机组作为风能的主要利用设备，其高效且稳定的控制对于发电效率的提高至关重要。其中，变桨距控制策略是风电机组控制的重要组成部分，主要通过调整叶片的桨距来控制风轮的转速和电动机的发电功率。
2.自抗扰控制器概述
自抗扰控制器是一种基于前馈和反馈控制策略的现代控制方法，其主要思想是通过引入一个估计器来实时估计和抵消系统中的不确定性和扰动。自抗扰控制器具有较强的鲁棒性和适应性，能够有效地抵消外部扰动和不确定性对系统的影响。
3.改进自抗扰控制器在风电机组变桨距控制中的应用
在传统的风电机组变桨距控制中，由于风速和风向的变化以及风轮的非线性特性，容易导致控制系统的不稳定和非线性。为了解决这些问题，本文将改进自抗扰控制器应用于风电机组变桨距控制。
3.1建立风电机组的数学模型
首先，需要建立风电机组的动力学模型，以便进行后续的控制设计。风电机组的动力学模型主要包括风速模型、风轮动力学模型、变桨距控制模型等等。
3.2设计改进自抗扰控制器
根据风电机组的数学模型，设计改进自抗扰控制器的结构和参数。改进自抗扰控制器的主要结构包括前馈估计器、反馈控制器和前馈控制器。前馈估计器用于估计和抵消外部扰动和不确定性，反馈控制器用于实时调整系统状态以达到稳定控制，前馈控制器用于根据系统的期望输出来指导反馈控制器的调整。
3.3仿真实验
通过在Matlab/Simulink环境中建立风电机组的仿真模型，对改进自抗扰控制器进行仿真实验。通过对比不同控制策略下风电机组的响应速度、鲁棒性和稳定性等性能指标，评估改进自抗扰控制器的性能和优势。
4.结果分析
通过仿真实验的结果分析，可以得出改进自抗扰控制器在风电机组变桨距控制中的有效性和优越性。改进自抗扰控制器能够实时估计和抵消外部扰动和不确定性，提高控制性能和稳定性。同时，相较于传统的控制策略，改进自抗扰控制器具有更好的鲁棒性和适应性，能够适应不同的工况和工作条件。
5.结论
本文针对风电机组变桨距控制问题，提出了一种基于改进自抗扰控制器的控制策略。通过仿真实验的结果分析，验证了改进自抗扰控制器在风电机组变桨距控制中的有效性和优越性。该控制策略能够提高风电机组的控制性能和稳定性，降低不确定性对控制系统的影响。未来的研究可以进一步优化改进自抗扰控制器的结构和参数，提高其控制性能和适应性。
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