【正文】 43Q ? ? ?， 0. 65 74 0. 35 29 0. 08 270. 35 29 0. 46 97 0. 35 050. 08 27 0. 35 05 0. 87 34P??????? ? ????? 干擾抑制指標(biāo)為 ? 的次優(yōu) H? 控制律為： *1 1 2 77 32 92v Q P z z z z?? ? ? ? ? 利用微分對策理論，根據(jù)式 2 1 3[ ( ) ] [ ( ) ]ug ffu L L h x v L h x???，可得原非線性系統(tǒng) ()的魯棒控制規(guī)律為： 華北電力大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 25 *32()()ufg fv L h xuL L h x?? 仿真實驗 本論文所 采用的風(fēng)力發(fā)電機組參數(shù)如下： 2350000rJ kgm? ?? ? 232gJ kgm? ?? ? 15Rm? 100 /dK N m s rad? 12 /wV m s? 1500eT Nm? ? sin( )wvt? 31 .2 5 /kg m?? 本論文將 對仿射非線性系統(tǒng) ()進(jìn)行編程仿真。 程序見附錄 2 從 輸出功率 的圖像 ，我們可以看出采用 H? 控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)對干擾風(fēng)速的抑制，實現(xiàn)功率的平穩(wěn)輸出。 從發(fā)電機測量轉(zhuǎn)速的圖像可以看出，發(fā)電機 能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)輸出。 華北電力大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 26 輸出功率的 圖像為： (單位為 W) 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2012345678910x 1 04o u t p u t o f y 槳距角的圖像： (單位為弧度 ) 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2012345678x 1 04o u t p u t o f x 1 華北電力大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 27 葉輪轉(zhuǎn)速 的圖像 ： （單位為 rad/s） 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 200 . 511 . 522 . 5o u t p u t o f x 2 發(fā)電機測量轉(zhuǎn)速圖像： （單位為 rad/s） 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2010203040506070o u t p u t o f x 3 華北電力大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 28 控制變量 u（葉片槳距角的參考輸入） 的圖像 ： （單位為弧度） 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 1 2 1 0864202468x 1 05o u t p u t o f u 小結(jié) 本章針對在第二章當(dāng)中所建立起來的風(fēng)力發(fā)電機的非線 性數(shù)學(xué)模型，綜合運用第三章所介紹的內(nèi)容來進(jìn)行 H? 魯棒控制器的設(shè)計，然后分別對原來的仿射非線性系統(tǒng)和經(jīng)過精確線性化后的線性系統(tǒng)進(jìn)行編程畫圖，我們可以看出 H? 魯棒控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對擾動風(fēng)速的抑制，實現(xiàn)功率的平穩(wěn)輸出。 華北電力大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 29 總結(jié)與展望 本論文在第一章當(dāng)中介紹本課題的研究背景和意義，并且簡要地介紹了 H? 魯棒控制理論的發(fā)展歷程和對本論文的一個概述。在第二 章當(dāng)中，首先分析了風(fēng)力發(fā)電機各個組成部分的運行機理，然后對各個部分進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，從而建立起對整個風(fēng)力發(fā)電機的帶有擾動風(fēng)速項的非線性數(shù)學(xué)模型。在第三章當(dāng)中，介紹了H? 魯棒控制理論的一些基本概念，如何對一個含有擾動項的仿射非線性系統(tǒng)進(jìn)行精確的線性化和如何利用線性矩陣不等式來進(jìn)行 H? 魯棒控制器的設(shè)計。在第四章當(dāng)中，針對在第二章當(dāng)中所建立起來的風(fēng)力發(fā)電機的非線性數(shù)學(xué)模型，綜合運用第三章所介紹的內(nèi)容來進(jìn)行 H? 魯棒控制器的設(shè)計，然后分別對原來的仿射非線性系統(tǒng)和經(jīng)過精確線性化后的線性系統(tǒng)進(jìn)行編程畫圖，我們可以看出 H? 魯棒控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對擾動風(fēng)速的抑制，實現(xiàn)功率的平穩(wěn)輸出。 在這個充滿著能源危機和環(huán)境污染的現(xiàn)代化社會里，發(fā)展清潔的可再生能源越來越引起世界各國的關(guān)注。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，它的發(fā)展速度非?？?。在風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，控制起到非常重要的作用。盡管科學(xué)家們已經(jīng)提出了很多種控制策略，如智能控制，但是我們很難把它們做成一 個實際可行的控制器。因此，在未來的發(fā)展過程當(dāng)中，本人認(rèn)為我們需要解決以下幾個問題： (1) 如何針對一個實際的具有大功率的風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計一個可實現(xiàn)的控制器； (2) 在設(shè)計控制器的時候，我們需要考慮電網(wǎng)側(cè)的轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)子側(cè)的轉(zhuǎn)換器 的影響，我們該如何克服它們對控制器的影響； (3) 我們需要考慮低頻風(fēng)速對風(fēng)力發(fā)電機的影響，如何設(shè)計一個實際可行的控制器來克服低頻風(fēng)速的影響。 華北電力大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 30 附錄 附錄 1 A=[0 1 0。0 0 1。0 0 0]。 B1=[0。0。1]。 B2=[0 0 0。0 1 0。0 0 1]。 C=[1 0 0]。 setlmis([])。 P=lmivar(1,[3 1])。 Q=lmivar(2,[1 3])。 lmiterm([1 1 1 P],A,1,39。s39。)。 lmiterm([1 1 1 Q],B1,1,39。s39。)。 lmiterm([1 2 1 1],B239。,1)。 lmiterm([1 2 2 0],2)。 lmiterm([1 3 1 P],C,1)。 lmiterm([1 3 3 0],2)。 lmiterm([2 1 1 P],1,1)。 lmisys=getlmis。 [tmin,xfeas]=feasp(lmisys)。 P=dec2mat(lmisys,xfeas,P) Q=dec2mat(lmisys,xfeas,Q) 附錄 2 T=2。 N=2^10。 delta=T/N。 x1zero=。 x2zero=。 x3zero=。 x4zero=0。 uzero=0。 x1=zeros(N+1)。 x2=zeros(N+1)。 x3=zeros(N+1)。 x4=zeros(N+1)。 y=zeros(N+1)。 c1=zeros(N+1)。 c2=zeros(N+1)。 c3=zeros(N+1)。 c4=zeros(N+1)。 z1=zeros(N+1)。 z2=zeros(N+1)。 z3=zeros(N+1)。 華北電力大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 31 u=zeros(N+1)。 v=zeros(N+1)。 d1=zeros(N+1)。 d2=zeros(N+1)。 x1(1)=x1zero。 x2(1)=x2zero。 x3(1)=x3zero。 x4(1)=x4zero。 u(1)=uzero。 for i=1:N c1(i)=(*x1(i))*sin((*x2(i))/(*x1(i)))*x1(i)*x2(i)+*x1(i)。 c2(i)=(*x1(i))*cos((*x4(i))/(*x1(i)))*((*x1(i)))*x1(i)。 c3(i)=*sin((*x2(i))/(*x1(i)))+(*x1(i))*cos((3.925*x2(i))/(*x1(i)))*((*x2(i))/((*x1(i))^2))*x2(i)+。 c4(i)=(*x1(i))*cos((*x2(i))/(*x1(i)))*((*x1(i)))*x1(i)。 x1(i+1)=x1(i)+(5*x1(i)+5*u(i))*delta。 x2(i+1)=x2(i)+(*x2(i)+*c1(i)/x2(i)+(*c1(i)/x2(i)12*c2(i))*sin(i))*delta。 x3(i+1)=x3(i)+(*x2(i)10*x3(i))*delta。 x4(i)=*x2(i)。 y(i)=1500*x3(i)。 z1(i)=1500*x3(i)。 z2(i)=424800*x2(i)15000*x3(i)。 z3(i)=113*x2(i)32030+(862344*c1(i)/x2(i))4248000*x2(i)+150000*x3(i)。 v(i)=*z1(i)*z2(i)*z3(i)。 華北電力大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 32 d1(i)=(4311720*c3(i)*x1(i)/x2(i))+(4248000+862344*c4(i)/x2(i)862344*c1(i)/(x2(i)*x2(i)))*(*x2(i)+*c1(i)/x2(i))+42480000*x2(i)1500000*x3(i)。 d2(i)=4311720*c3(i)/x2(i)。 u(i+1)=(v(i)d1(i))/d2(i)。 end figure plot([0:delta:T],y,39。b39。)。hold on legend(39。output of y39。)。 plot([0:delta:T],x1,39。b39。)。hold on legend(39。output of x139。)。 plot([0:delta:T],x2,39。b39。)。hold on legend(39。output of x239。)。 plot([0:delta:T],x3,39。b39。)。hold on legend(39。output of x339。)。 plot([0:delta:T],u,39。b39。)。hold on legend(39。output of u39。)。 華北電力大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 33 參考文獻(xiàn) [1] 劉吉宏 柳亦兵 徐大平 . 基于反饋線性化 H? 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