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双馈风力发电机变流器控制系统设计优化仿真研究
双馈风力发电系统是目前常见的一种风力发电机系统。在该系统中，根据旋转风机产生的电动势来驱动转子，产生了转子控制信号。该转子控制信号通过双馈变流器来控制反向向旋转风机输送剩余电能的功率，同时也会尝试改进双馈变流器的控制性能。本文将主要关注于对双馈风力发电机的变流器控制系统设计优化以及仿真研究。
为了使双馈风力发电机真正产生实用的电力，需要先将其核心装置双馈变流器的控制系统进行优化。该系统主要是由控制器、信号处理器和功率电机控制芯片组成。在该系统中，控制器通常使用数字信号处理器（DSP）芯片。DSP(DigitalSignalProcessor)可以提供嵌入式事件控制器、数字发电机控制等嵌入式处理功能解决方案。
在这里，我们主要考虑的是如何控制转换器中的电流，进而达到优化风力发电系统效率的目的。双馈变流器的控制策略有很多种，比如滑模控制（SMC）、模型参考自适应控制（MARC）、逆时钟与去耦合控制（DQ）、直接矩阵转换（DTC）等等。在这里，我们选择了滑模控制（SMC）控制策略，以下是我们的设计过程。
首先，我们需要建立双馈变流器的数学模型。根据双馈变流器的基本原理和式子，可以得到它的电路模型。为了简化模型，我们可以假设无损耗，无滞后，无死区，无杂散电感等等条件成立，在这种状态下，该系统的矢量控制可简化为两个控制环节：电流环和电压环。电流环的主要任务是保证输出电流比较平滑，同时实现图形读取和坐标变换等环节；电压环的主要任务是控制逆变输出电压，使之达到设定值。
经过模拟实验的结果表明，使用滑模控制策略来控制双馈变流器的控制器，可以显著提高风力发电系统的效率。
最后，笔者简要总结了一下双馈风力发电机变流器控制系统设计优化仿真研究的主要内容。首先，我们对双馈风力发电机的基本原理和电路模型进行了详细分析，然后在基于滑模控制的控制策略下设计优化了其控制系统，并在MATLAB仿真平台上进行了仿真研究。结果表明，在双馈变流器的控制策略采用滑模控制时，可以显著提高风力发电系统的效率。