【技术实现步骤摘要】
风机电动变桨距电机驱动控制系统
本专利技术涉及永磁同步电机
，更具体地，尤其是涉及一种风机电动变桨距电机驱动控制系统。
技术介绍
永磁同步电机具有效率高、扭矩大、转速性能好等优点，被广泛应用在制造、电动汽车、工业生产等领域中。由于风速的随机性及气动效应的影响，风机变桨距的电机驱动控制系统为多变量强非线性不确定系统，负载惯性大，转矩变化快，且在不同风速和风向下要求的桨距角调速性能不同；传统风力发电机桨距角PI控制器的参数固定，鲁棒性不如滑模控制方法，但滑模控制方法在发生负载扰动或内部参数摄动时，会使电机速度产生明显的抖振。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对风机变桨距系统为多变量强非线性不确定系统，负载惯性大，转矩变化快，且在不同风速和风向下要求的桨距角调速性能不同的特点，提供一种将观测的负载转矩前馈补偿至电流调节器中，提高负载转矩观测响应速度并减少转矩观测波动性的风机电动变桨距电机驱动控制系统。电机驱动控制系统包括：滑模速度控制器、负载转矩观测器、q轴电流控制器、d轴电流控制器、Clarke变换模...
【技术保护点】
1.一种风机电动变桨距电机驱动控制系统，其特征在于，包括：滑模速度控制器、负载转矩观测器、q轴电流控制器、d轴电流控制器、Clarke变换模块、位置与速度检测模块、Park变换模块、Park逆变换模块、SVPWM模块和三相逆变器；/n滑模速度控制器采用积分滑模控制方式，其状态变量为/n
【技术特征摘要】
1.一种风机电动变桨距电机驱动控制系统，其特征在于，包括：滑模速度控制器、负载转矩观测器、q轴电流控制器、d轴电流控制器、Clarke变换模块、位置与速度检测模块、Park变换模块、Park逆变换模块、SVPWM模块和三相逆变器；
滑模速度控制器采用积分滑模控制方式，其状态变量为
其中，ω是转子角速度，ω*是给定转子角速度；
滑模速度控制器的滑模面为sy＝cyy1+y2，cy为滑模面参数，且cy＞0；
滑模速度控制器输出的负载转矩给定值和q轴转矩电流给定值为
其中，J是转动惯量，p是电机极对数，ψf是永磁体磁链，B是摩擦系数；系数μ1、系数μ2和系数μ3为速度滑模控制的指数趋近率系数，且μ1＞0，μ2＞0，μ3＞0；
负载转矩观测器依据转子角速度ω和电流iq对负载转矩进行观测，得到负载转矩观测值负载转矩观测器为
其中，是转子角速度估计值，g是负载转矩观测器的反馈增益且g＜0；
kg是负载转矩观测器的滑模增益且kg≤-|e2/J|，为负载转矩观测误差，TL为负载转矩；
负载转矩观测器输出的负载转矩观测值被送至滑模速度控制器；负载转矩观测器根据滑模速度控制器输出的负载转矩给定值的变化对反馈增益g进行调整，方法是：
步骤S1、负载转矩观测器依据现有的反馈增益g值对负载转矩进行观测，得到负载转矩观测值；
步骤S2、滑模速度控制器进行控制运算，输出负载转矩给定值
步骤S3、计算
步骤S4、判断是否大于转矩变化比较阈值ε；当大于转矩变化比较阈值ε时，取反馈增益g等于gmin；当小于等于转矩变化比较阈值ε时，取反馈增益g等于gmax；
其中，ε＞0；gmax为反馈增益高值，gmin为反馈增益低值，且gmin＜gmax＜0；
滑模速度控制器和负载转矩观测器的参数统一采用狼群算法进行优化整定。
2.如权利要求1所述的风机电动变桨距电机驱动控制系统，其特征在于，滑模速度控制器和负载转矩观测器的参数统一采用狼群算法进行优化整定的方法是：
步骤301，初始化狼群；狼群中各匹狼的初始位置为其中M为狼群狼匹数量；待优化的参数向量为θz1＝[cy，μ1，μ2，μ3，Gmax，Gmin，ε，α]；
步骤302，游猎竞争；计算狼群中各匹狼的适应值，选择位置最优的R1匹狼为竞选狼；R1匹竞选狼展开游猎搜索行为，各竞选狼根据适应值大小竞争头狼；
步骤303，召唤奔袭；竞选狼之外的其它狼匹展开奔袭搜索行为，向头狼奔袭；计算第i匹狼新位置的适应值，当第i匹狼搜索到的新位置优于自身的目前位置时，对其位置加以变更，否则保持不变；若第i匹狼搜索到的新位置优于头狼位置，则该第i匹狼转换为头狼并重新发起召唤奔袭；
步骤304，围攻猎物；在头狼的召唤下，其它狼匹对猎物展开围攻；计算第i匹狼新位置的适应值，当第i匹狼围攻过程中搜索到的新位置优于当前位置时，对该匹狼的位置加以变更，否则保持不变；若第i匹狼围攻搜索到的新位置优于头狼位置，则该第i匹狼转换为头狼；
步骤305，终止条件判断；若循环迭代次数达到，则终止优化过程，头狼位置参数为最优参数；否则令n＝n+1，转向步骤306；
步骤306，竞争更新；随机产...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌云，秦斌，王欣，周建华，黄云章，汤彩珍，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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