【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于控制机械弹性储能用永磁同步发电机的方法，属于控制
技术介绍
永磁同步发电机具有气隙磁密高、转矩惯量比大、结构简单紧凑、效率高、响应速度快等优点，适于用作永磁电机式机械弹性储能机组中的机械能向电能转换的执行设备。由于永磁电机式机械弹性储能机组的机电耦合特性以及永磁同步发电机的非线性特征，机械弹性储能机组发电运行时需要解决的关键技术问题就是永磁同步发电机的非线性控制问题。另外，永磁同步发电机在发电运行时，作为动力源的涡簧的扭矩和转动惯量不断变化，将对电机运行性能造成不良影响。加之永磁同步发电机内部参数易受环境温度、湿度等影响，使得其内部参数常常偏离额定值，因此，永磁同步发电机采用基于常规参数固定的PI矢量控制，适应性将变差，很难满足高质量发电的控制要求。为此，设计一种控制方法，使得机械弹性储能用永磁同步发电机在发电运行时，既能抵抗住内外部非线性干扰，又能发出高质量电能具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种机械弹性储能用永磁同步发电机的控制方法，使机械弹性储能用永磁同步发电机在发电运行时既能抵抗住内外部非线性干扰，又能发出高质量电能。本专利技术所述问题是以下述技术方案实现的：一种机械弹性储能用永磁同步发电机的控制方法，所述方法首先建立由涡簧箱、齿轮变速箱和永磁同步发电机依次连接而成的永磁同步发电装置的全系统数学模型；然后根据内外部干扰建立永磁同步发电机状态方程并设计高增益干扰观测器，利用高增益干扰观测器估计出综合干扰；再通过设计L2鲁棒反步控制器，求得d、q轴的控制电压；最后将控制电压输...
【技术保护点】
一种机械弹性储能用永磁同步发电机的控制方法，其特征是，所述方法首先建立由涡簧箱、齿轮变速箱和永磁同步发电机依次连接而成的永磁同步发电装置的全系统数学模型；然后根据内外部干扰建立永磁同步发电机状态方程并设计高增益干扰观测器，利用高增益干扰观测器估计出综合干扰；再通过设计L2鲁棒反步控制器，求得d、q轴的控制电压；最后将控制电压输入到永磁同步发电机全系统数学模型中，实现对永磁同步发电机的控制。
【技术特征摘要】
1.一种机械弹性储能用永磁同步发电机的控制方法，其特征是，所述方法首先建立由涡簧箱、齿轮变速箱和永磁同步发电机依次连接而成的永磁同步发电装置的全系统数学模型；然后根据内外部干扰建立永磁同步发电机状态方程并设计高增益干扰观测器，利用高增益干扰观测器估计出综合干扰；再通过设计L2鲁棒反步控制器，求得d、q轴的控制电压；最后将控制电压输入到永磁同步发电机全系统数学模型中，实现对永磁同步发电机的控制。2.根据权利要求1所述的一种机械弹性储能用永磁同步发电机的控制方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：a.根据机械弹性储能用永磁同步发电机的实际运行参数，建立永磁同步发电装置的全系统数学模型： d ω d t = 1 J ( T S - 3 2 pφ f i q - B ω ) ]]> di q d t = - R L q i q - pωi d - pφ f L q ω + 1 L q u q ]]> di d d t = - R L d i d + pωi q + 1 L d u d ]]>J＝JP+JSJS＝Jm/r2TS＝Tm/rB＝BP+BSBS＝Bm/r2ω＝ωm·r T m = k Ebh 3 ω m 12 π l t ]]>其中：ω、ωm分别表示发电机和涡簧弹性轴的机械角速度，id、iq和ud、uq分别表示定子电流和定子电压的d、q轴分量，Ld、Lq分别表示定子绕组的d轴和q轴电感，R表示定子绕组的电阻，TS表示涡簧等效到电机侧的扭矩，Tm表示涡簧弹性轴输出的扭转力矩，J表示等效转动惯量，JP表示电机的转动惯量，JS表示涡簧等效到电机侧的转动惯量，Jm表示涡簧的转动惯量，B表示等效转动惯量，BP表示电机的粘滞阻尼系数，BS表示涡簧等效到电机侧的粘滞阻尼系数，Bm表示涡簧的粘滞阻尼系数，p是转子极对数，φf是永磁体产生的磁链，r为齿轮变速箱变速比，E、l、b和h分别为储能涡簧的材料弹性模量、长度、宽度和厚度，k为涡簧质量系数，t为时间；b.内外部干扰描述内部干扰： Δf 1 = - 3 2 pΔφ f x 2 - ΔBx 1 ]]> Δf 2 = - Δh R - L q x 2 - pΔh φ f - L q x 1 ]]> Δf 3 = - Δh R - L d x 3 ]]>外部干扰： Δf J T = J a - 1 δ T S + ΔJT S a + Δ J ( δ T S - 3 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：余洋，米增强，牛玺童，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13
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