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[摘要]：论文标题：永磁同步风电系统转速环自抗扰控制器设计

引用格式如下：张兰红，李胜，张卿杰.永磁同步风电系统转速环自抗扰控制器设计[J].控制工程:,29(9):-.DOI:10./j.cnki.kzgc.

一、主要研究内容

永磁直驱同步电机是风力发电机的主要机型之一，目前主要采用矢量控制技术，但矢量控制需使用多个PI调节器。PI调节器使系统动态性能变差，且对非线性系统的适应性也较差，因而矢量控制技术在输入转速随时变化的风力发电中控制性能并不尽如人意。自抗扰控制(autodisturbancerejectioncontrol，ADRC)是借鉴现代控制在分析系统结构性质方面的成果提出的一种估计并补偿不确定因素的控制技术，它不依赖于系统模型，使用灵活。本文将自抗扰控制器应用于矢量控制永磁同步发电系统的转速环，对自抗扰控制器的跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性误差反馈控制律3个组成部分进行了研究和设计，提出了一种结合抗抖振因子函数的改进型Gfal函数来提高自抗扰控制器的性能，将风力发电系统的各项扰动纳入新增状态变量进行了估计与补偿，以提高风力发电系统在不同风速下的工作稳定性和所发电能质量。

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二、实验平台

实验平台结构如图1所示，整个系统由风力机模拟器、永磁同步发电机PMSG、变流器、YXSPACE快速原型控制器与PC机组成。风力机模拟器采用5kW的ABB变频器控制一台2.2kW异步电动机来模拟实际风机；永磁同步发电机为1.5kW；变流器包括机侧变流器和网侧变流器两部分；YXSPACE快速原型控制器用于将PC机调试成功的控制算法的Matlab仿真模型转换成C语言代码，并根据所测得的变流器平台中电压、电流等物理量发出合适的PWM开关信号，控制永磁同步风力发电机与变流器运行；PC机作用是对所建立的仿真模型进行接口设置，使其与YXSPACE快速原型控制器硬件接口实现正确连接，以便将仿真模型下载至YXSPACE快速原型控制器中，并对系统中所需参数进行测量；图2(a)～(d)分别为实验平台各个组成部分实物照片。

图1基于YXSPACE的永磁同步发电系统实图2实验平台各个组成部分实物照片

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