李輝 謝翔杰 劉行中 姚然 柴兆森 夏桂森

摘?要：針對(duì)風(fēng)電機(jī)組變槳電機(jī)參數(shù)變化和負(fù)載不確定等帶來(lái)變槳控制系統(tǒng)魯棒性差的問(wèn)題，分析變槳電機(jī)參數(shù)對(duì)控制系統(tǒng)的影響并提出參數(shù)辨識(shí)改進(jìn)方法。首先，基于變槳電機(jī)控制系統(tǒng)中的復(fù)合磁鏈估算模型，針對(duì)不同參數(shù)的變化對(duì)磁鏈估算影響不同的問(wèn)題，利用頻率響應(yīng)函數(shù)法（FRF）進(jìn)行定量分析，獲取影響較大的參數(shù)。其次，基于模型參考自適應(yīng)辨識(shí)方法（MRAS），將辨識(shí)初始值作為補(bǔ)償項(xiàng)，以克服電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化對(duì)辨識(shí)結(jié)果的影響，建立轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)Tr的在線辨識(shí)改進(jìn)模型，提出考慮參數(shù)辨識(shí)的風(fēng)電機(jī)組變槳控制策略。最后，對(duì)風(fēng)電機(jī)組變槳電機(jī)及其控制系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真和樣機(jī)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，Tr對(duì)變槳電機(jī)控制系統(tǒng)的影響較為明顯，考慮在線辨識(shí)后的改進(jìn)模型及控制策略具有更好的魯棒性。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;變槳電機(jī);矢量控制;參數(shù)辨識(shí);模型參考自適應(yīng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM 34

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1007-449X（2019）07-0009-10

Abstract：Uncertainties of parameters and load in pitch motor may lead to low robustness of pitch control system.Therefore，influence of motor parameters on control system was analyzed and an improved parameter identification method was presented.Firstly，based on the complex flux estimator in pitch control system，impact of motor parameters on the flux estimator were analyzed using frequency response functions （FRF），which could derive the key parameter.Secondly，based on the model reference adaptive system （MRAS），the initial value of identification was regarded as the compensation term to weaken the effect of variable motor speeds and load torques on identification result，then the improved online identification of the rotor time constant Tr and pitch control strategy considering parameter identification in wind turbine system were presented.Finally，simulation and prototype test of pitch motor control system were carried out.The result validates that Tr has a prominent impact on the pitch control system，and the improved identification model and control strategy considering online identification would be more robust.

Keywords：wind power generation; pitch motor; vector control; parameter identification; model reference adaptive system

0?引?言

近年來(lái)，變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于能夠有效利用風(fēng)能并減少風(fēng)力沖擊，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，已成為目前的主流機(jī)型[1-3]。電動(dòng)變槳系統(tǒng)可采用直流、永磁同步、感應(yīng)電機(jī)等實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，其中直流電機(jī)由于換向器、電刷等結(jié)構(gòu)帶來(lái)的低可靠性限制了其應(yīng)用[4];永磁同步電機(jī)具有體積小、效率高、調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)，但其成本高，且高溫振動(dòng)條件下永磁體存在退磁風(fēng)險(xiǎn)，可靠性較差;而三相感應(yīng)電機(jī)因具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)[5]，目前仍然廣泛應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組的變槳驅(qū)動(dòng)中[6]。然而，風(fēng)湍流、風(fēng)剪切、塔影效應(yīng)、偏航偏差等因素會(huì)使風(fēng)電機(jī)組的葉輪產(chǎn)生不均衡載荷[7]，且變槳系統(tǒng)在輪轂中隨著葉片的旋轉(zhuǎn)而工作[8]，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致變槳電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的不確定性，此外，變槳電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中由于內(nèi)部溫度變化和磁路飽和等因素的影響，參數(shù)也存在不確定性。轉(zhuǎn)矩和參數(shù)的不確定性將直接影響風(fēng)電機(jī)組變槳控制的魯棒性。因此，研究變槳電機(jī)參數(shù)辨識(shí)，尋求適應(yīng)變槳電機(jī)參數(shù)變化和負(fù)載轉(zhuǎn)矩不確定性的變槳控制策略對(duì)提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

針對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化以及風(fēng)速隨機(jī)性等導(dǎo)致風(fēng)電變槳控制系統(tǒng)魯棒性差的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了較多的控制策略[9-11]。文獻(xiàn)[10]基于滑模控制理論，提出一種降低風(fēng)電機(jī)組載荷的多目標(biāo)變槳距控制策略，可有效地抑制機(jī)械振動(dòng)并對(duì)風(fēng)電機(jī)組動(dòng)力學(xué)模型的參數(shù)變化具有較好的魯棒性。文獻(xiàn)[11]提出了一種基于模糊邏輯的變槳控制策略并與PID控制方法進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明模糊邏輯控制可以適應(yīng)變槳系統(tǒng)的非線性，使得風(fēng)電機(jī)組的輸出功率保持平穩(wěn)。然而，從現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)變槳距風(fēng)電機(jī)組控制策略的研究來(lái)看，很少考慮到變槳電機(jī)參數(shù)變化對(duì)其控制性能的影響。針對(duì)感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制中參數(shù)變化的問(wèn)題，已有眾多的辨識(shí)方法，其中模型參考自適應(yīng)控制（model reference adaptive system，MRAS）因其易于實(shí)現(xiàn)、穩(wěn)定可靠而得到了廣泛地應(yīng)用[12-15]。文獻(xiàn)[12]證明了基于無(wú)功功率的轉(zhuǎn)子電阻與轉(zhuǎn)速M(fèi)RAS在線辨識(shí)模型的穩(wěn)定性，并建立了小信號(hào)模型分析定、轉(zhuǎn)子電阻對(duì)磁場(chǎng)定向的敏感性，但是未涉及如轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)等其他參數(shù)，也沒(méi)有考慮負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動(dòng)對(duì)辨識(shí)準(zhǔn)確性的影響。文獻(xiàn)[14]利用Popov超穩(wěn)定性理論，分析了基于無(wú)功功率的MRAS轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)在線辨識(shí)方法的穩(wěn)定性，并研究了該辨識(shí)方法對(duì)所涉及電機(jī)參數(shù)的敏感性，但沒(méi)有考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化對(duì)辨識(shí)準(zhǔn)確性的影響。因此，現(xiàn)有文獻(xiàn)涉及的參數(shù)辨識(shí)方法是否適用于變槳電機(jī)的運(yùn)行工況，還有待進(jìn)一步研究，此外，也缺乏針對(duì)變槳電機(jī)參數(shù)辨識(shí)與變槳控制相結(jié)合的魯棒控制策略的研究。

基于此，考慮風(fēng)電變槳電機(jī)參數(shù)變化和負(fù)載不確定性的影響，本文提出一種適應(yīng)變槳電機(jī)運(yùn)行工況的參數(shù)辨識(shí)改進(jìn)方法及相應(yīng)的變槳控制策略。首先，利用頻率響應(yīng)函數(shù)法定量分析變槳電機(jī)不同參數(shù)的變化對(duì)控制系統(tǒng)中復(fù)合磁鏈估算的影響，獲取影響較為明顯的轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)Tr。其次，基于模型參考自適應(yīng)方法，考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化的情況，以辨識(shí)初始值作為補(bǔ)償項(xiàng)，建立Tr在線辨識(shí)的改進(jìn)模型并提出考慮參數(shù)辨識(shí)的風(fēng)電機(jī)組變槳控制策略。最后，對(duì)變槳電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真和樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證改進(jìn)模型和控制策略的有效性。

1?變槳電機(jī)參數(shù)變化對(duì)磁鏈估算的影響

1.1?變槳電機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

以感應(yīng)電機(jī)為例的風(fēng)電變槳控制系統(tǒng)如圖1所示，其中控制環(huán)包括位置環(huán)、速度環(huán)、磁鏈環(huán)和電流環(huán)，脈沖占空比通過(guò)空間矢量脈寬調(diào)制（space vector pulse width modulation，SVPWM）計(jì)算得到，圖中符號(hào)的下標(biāo)ref代表各物理量的參考值，d、q分別表示dq坐標(biāo)系下的分量，α、β為αβ坐標(biāo)系下的分量。符號(hào)γ表示槳距角，ωr為轉(zhuǎn)子的電角速度，|ψr |、θ分別為轉(zhuǎn)子磁鏈的幅值與相位，is、us分別為定子電流、電壓，Ta、Tb、Tc分別為逆變器abc相上橋臂開(kāi)關(guān)器件的占空比，Vdc為直流母線電壓。

由圖1可知，磁鏈估算模塊輸出的|ψr|用于反饋跟蹤，θ用于坐標(biāo)變換，因此磁鏈估算的準(zhǔn)確性對(duì)矢量控制尤為重要。本文采用文獻(xiàn)[16]提出的磁鏈估算方法，利用電流模型與電壓模型所估算的磁鏈之差生成補(bǔ)償項(xiàng)，以保證在寬調(diào)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)子磁鏈的估算精度。圖1中磁鏈估算模塊的原理框圖如圖2所示，其中上標(biāo)i和v分別表示電流模型和電壓模型中的物理量，|ψs|為定子磁鏈的幅值，ucom_αs、ucom_βs分別為生成的定子補(bǔ)償電壓在αβ坐標(biāo)系下的分量，Rs為定子電阻。

由式（5）可知，Lm僅對(duì)磁鏈的幅值產(chǎn)生影響，且不隨ωs變化，僅與Lm變化的比值成正比;而Tr對(duì)幅值和相位均有影響，并與ωs有關(guān)。

頻率響應(yīng)函數(shù)可以直觀地表征系統(tǒng)在給定頻率下的穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的幅值和相位關(guān)系，適合于分析參數(shù)變化對(duì)磁鏈估算的影響，文獻(xiàn)[17]也利用此方法對(duì)磁鏈觀測(cè)器的參數(shù)靈敏度做出了分析，但僅僅考慮了參數(shù)變?yōu)?.5倍之后的影響。為了定量分析單一參數(shù)變化與磁鏈估算的關(guān)系，獲取影響較大的參數(shù)，將Tr和Lm的實(shí)際值分別變?yōu)楣浪阒档?～5倍，則實(shí)際磁鏈的幅值、相位與觀測(cè)值之差關(guān)于參數(shù)的變化倍數(shù)、轉(zhuǎn)差率s的關(guān)系如圖3所示，其中轉(zhuǎn)差率s=ωs/ωe。

由圖3可知，在參數(shù)變化相同倍數(shù)的情況下，當(dāng)s>0.1時(shí)，Tr對(duì)幅值的影響與Lm相當(dāng)，s在0.01附近時(shí)Tr對(duì)相位的影響最大。由于在達(dá)到給定槳距角之前，變槳電機(jī)會(huì)在高速狀態(tài)下運(yùn)行，s一般在0.02左右;而達(dá)到槳距角之后，為了平衡負(fù)載轉(zhuǎn)矩，s為1。由此可見(jiàn)，就變槳電機(jī)運(yùn)行工況而言，轉(zhuǎn)差率一般在0.02～1的范圍內(nèi)，即高速低速狀態(tài)均會(huì)出現(xiàn)，且大部分為低速運(yùn)行的工況，因此Tr對(duì)電流模型所觀測(cè)出的磁鏈影響較為明顯。

1.3?參數(shù)變化對(duì)電壓模型磁鏈估算的影響

由式（12）、式（13）可知，Tr、Lm、Rs、Ls和Lr等參數(shù)對(duì)電壓模型所觀測(cè)出的磁鏈幅值與相位均有影響。但定轉(zhuǎn)子漏感相對(duì)Lm而言較小，可忽略其對(duì)Ls和Lr的影響，因此在考慮磁路飽和對(duì)電機(jī)電感的影響時(shí)，可認(rèn)為L(zhǎng)s、Lr和Lm的變化基本相等[18]，僅分析Lm對(duì)磁鏈觀測(cè)的影響即可?；诖?，當(dāng)實(shí)際的Tr、Lm和Rs分別變?yōu)楣浪阒档?～5倍時(shí)，實(shí)際磁鏈的幅值、相位與觀測(cè)值之差如圖4所示。

對(duì)比圖4（a）、圖4（b）可知，Tr與Rs對(duì)幅值的影響比Lm更大，而在圖4（a）中，隨著轉(zhuǎn)差率s的增大，即低速情況下Tr的影響更為顯著;就相位而言，由圖4（c）可知，僅在s=1附近的低速情況下，Lm的影響比Tr更為顯著，對(duì)比圖4（c）、圖4（d）可以看出，低速時(shí)，當(dāng)參數(shù)變化超過(guò)4倍，Rs的影響最大，而在s=0.1左右，Tr對(duì)相位的影響較Lm和Rs更大。

在圖2所示的變槳電機(jī)磁鏈估算模型中，選擇適當(dāng)?shù)腜I參數(shù)可以使電流模型在低速時(shí)占主導(dǎo)，電壓模型則主要在高速時(shí)起作用。因此，綜合考慮變槳電機(jī)全速范圍內(nèi)的運(yùn)行工況，對(duì)變槳電機(jī)磁鏈估算影響較為明顯的參數(shù)主要是Tr。本文以Tr的在線辨識(shí)模型及控制策略開(kāi)展研究。

2?轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)在線辨識(shí)的改進(jìn)模型

2.1?考慮初始值作為補(bǔ)償項(xiàng)的辨識(shí)改進(jìn)模型

利用Popov超穩(wěn)定性定律推導(dǎo)自適應(yīng)律，與轉(zhuǎn)速估計(jì)[19]類(lèi)似，以式（7）所示電壓模型為參考模型，式（2）所示電流模型為可調(diào)模型，上標(biāo)*表示標(biāo)幺值，～表示可調(diào)模型，取比例加積分的自適應(yīng)律為

在常規(guī)的MRAS模型中，辨識(shí)初始值一般取為額定值。由于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向?qū)崿F(xiàn)了解耦控制[5]，隨著變槳電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，參考模型計(jì)算的磁鏈會(huì)隨之改變，轉(zhuǎn)速的變化也會(huì)使電流模型的計(jì)算產(chǎn)生偏差，由此可知，若初始值仍保持不變，則會(huì)導(dǎo)致由式（14）辨識(shí)出的Tr變化。因此，在變槳電機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載轉(zhuǎn)矩不確定的情況下，僅將T～r（0）當(dāng)作常數(shù)可能使辨識(shí)結(jié)果存在較大誤差。為此，本文考慮將T～r（0）作為補(bǔ)償項(xiàng)。

在兩相同步旋轉(zhuǎn)的dq軸系下有[5]

由于實(shí)際的控制系統(tǒng)均為離散系統(tǒng)，利用k-1時(shí)刻的數(shù)據(jù)計(jì)算k時(shí)刻的Tr，式（15）可以表示為

2.2?不同轉(zhuǎn)速和負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的仿真對(duì)比驗(yàn)證

為了驗(yàn)證Tr辨識(shí)改進(jìn)模型的有效性，本文對(duì)變槳電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的辨識(shí)效果進(jìn)行仿真，并將結(jié)果與未改進(jìn)的方法進(jìn)行比較，仿真中變槳電機(jī)參數(shù)如表1所示，上一節(jié)分析參數(shù)變化對(duì)磁鏈估算的影響也是基于表1中的參數(shù)。

仿真中分別給定轉(zhuǎn)速為0.97pu、0.5pu和0.2pu，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定值36 N·m，t=1 s時(shí)MRAS辨識(shí)模型開(kāi)始作用，變槳電機(jī)Tr初始值為0.155 s，t=3 s時(shí)變?yōu)?.310 s，改進(jìn)前后的辨識(shí)結(jié)果對(duì)比如圖6所示。

對(duì)比圖6（a）～圖6 （c）可知，高速時(shí)改進(jìn)前后的結(jié)果差別不大，但隨著轉(zhuǎn)速的降低，改進(jìn)后的辨識(shí)精度有所提升。改進(jìn)前后辨識(shí)結(jié)果的相對(duì)誤差如表2所示。

由表2中的誤差對(duì)比可知，改進(jìn)后的辨識(shí)模型能夠更好地適應(yīng)電機(jī)參數(shù)和轉(zhuǎn)速的變化。

考慮變槳電機(jī)的負(fù)載具有不確定性，在轉(zhuǎn)速為0.2pu的情況下模擬負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，t=2 s時(shí)轉(zhuǎn)矩突增為50 N·m，4 s時(shí)變?yōu)轭~定值36 N·m，改進(jìn)前后的辨識(shí)結(jié)果如圖7所示。

由圖7可知，改進(jìn)辨識(shí)模型可較好地抑制Tr隨負(fù)載變化的波動(dòng)，轉(zhuǎn)矩為50 N·m時(shí)改進(jìn)前后的辨識(shí)誤差對(duì)比如表3所示。

由表3可知，轉(zhuǎn)矩變化后，改進(jìn)方法仍然能夠準(zhǔn)確辨識(shí)出實(shí)際的Tr。因此，改進(jìn)的辨識(shí)模型可以更好地適應(yīng)變槳電機(jī)負(fù)載的不確定性。

2.3?樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

圖8所示為本文所用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其中控制算法采用TI公司的TMS320F28335 DSP芯片實(shí)現(xiàn)，PWM開(kāi)關(guān)頻率為10 kHz，電流環(huán)、速度環(huán)的控制周期分別為100 μs和1 ms。以直流電機(jī)作為負(fù)載，可通過(guò)調(diào)節(jié)其勵(lì)磁以及電樞電流來(lái)改變轉(zhuǎn)矩。由于實(shí)驗(yàn)條件限制，采用的感應(yīng)電機(jī)為小功率電機(jī)，具體參數(shù)見(jiàn)表4，其中轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)的額定值約為0.107 s。需要說(shuō)明的是，前面所提的參數(shù)辨識(shí)改進(jìn)方法并非針對(duì)特定的感應(yīng)電機(jī)而言，因此，采用小功率電機(jī)并不影響參數(shù)辨識(shí)及控制的效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可與仿真相對(duì)應(yīng)，進(jìn)而驗(yàn)證理論的正確性。

由于變槳電機(jī)的Tr對(duì)控制系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在低速段。因此在實(shí)驗(yàn)中給定轉(zhuǎn)速0.2pu，提取1.6 s時(shí)間內(nèi)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中0～0.8 s時(shí)負(fù)載為額定值，0.8～1.6 s時(shí)負(fù)載變?yōu)?.5倍額定值，得出加入改進(jìn)、未改進(jìn)辨識(shí)模型以及未加辨識(shí)3種情況下的效果如圖9所示。

由圖9（a）可知，未加辨識(shí)環(huán)節(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)速存在較大的振蕩，且轉(zhuǎn)矩增大后速度無(wú)法控制在0.2pu;加入未改進(jìn)的辨識(shí)模型，負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大后轉(zhuǎn)速控制效果仍不理想;改進(jìn)的辨識(shí)模型可以使轉(zhuǎn)速控制較好地適應(yīng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化的情況。加入改進(jìn)、未改進(jìn)辨識(shí)模型以及未加辨識(shí)3種情況下轉(zhuǎn)速控制的相對(duì)誤差如表5所示，由此可知改進(jìn)的辨識(shí)模型可以適應(yīng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，使轉(zhuǎn)速控制達(dá)到較好的效果。

圖9（b）表明在感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，溫度升高、磁路飽和等現(xiàn)象會(huì)使Tr相比額定值0.107 s發(fā)生一定的變化，改進(jìn)的辨識(shí)模型能更準(zhǔn)確地辨識(shí)出Tr的變化，使得整個(gè)變槳系統(tǒng)在受到參數(shù)和負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化后仍然能達(dá)到良好的控制效果。

3?考慮參數(shù)辨識(shí)的變槳控制策略

3.1?考慮轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)辨識(shí)的變槳控制策略

將圖5所示的改進(jìn)辨識(shí)模型加入到圖1的變槳電機(jī)控制系統(tǒng)中，構(gòu)成如圖10所示的考慮參數(shù)辨識(shí)后的風(fēng)電變槳電機(jī)控制策略。其中辨識(shí)模塊的輸入為變槳電機(jī)定子電壓uαs、uβs，定子電流iαs、iβs、ids、iqs，同步轉(zhuǎn)速ωe以及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ωr;輸出的Tr作為磁鏈估算模塊的輸入，實(shí)時(shí)修正其中的參數(shù)Tr，使得估算出的磁鏈更加精確，有利于提高整個(gè)變槳系統(tǒng)的魯棒性。

3.2?電機(jī)參數(shù)變化對(duì)變槳性能影響仿真

考慮到變槳電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的不確定性，仿真初始在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下工作，4 s時(shí)突增為50 N·m，仿真時(shí)間設(shè)定為8 s。若不加入Tr辨識(shí)環(huán)節(jié)，在系統(tǒng)參數(shù)均為初始值和變槳電機(jī)Tr改為0.310 s 2種情況下，仿真得到變槳系統(tǒng)位置環(huán)與速度環(huán)的控制效果對(duì)比如圖11所示。

從圖11可以看出，將Tr改為初始值2倍后，電機(jī)在低速時(shí)帶動(dòng)50 N·m的負(fù)載轉(zhuǎn)矩會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速振蕩，導(dǎo)致位置環(huán)的控制出現(xiàn)一定波動(dòng)與偏差，驗(yàn)證了感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)對(duì)Tr的變化具有敏感性。加入未改進(jìn)Tr辨識(shí)環(huán)節(jié)，由圖6、圖7的仿真結(jié)果可知，當(dāng)Tr和負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化后，辨識(shí)結(jié)果仍然不準(zhǔn)確，其控制效果與圖11類(lèi)似。而加入改進(jìn)Tr辨識(shí)環(huán)節(jié)后，控制和辨識(shí)效果如圖12所示。

由圖12可知，變槳電機(jī)的Tr改變后，改進(jìn)的辨識(shí)環(huán)節(jié)能夠在電機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)載變化時(shí)精確得出Tr的實(shí)際值，以此作為磁鏈估算模塊的輸入，實(shí)時(shí)地修正輸出磁鏈的幅值和相角，可以使風(fēng)電變槳控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)Tr變化的敏感度降低，魯棒性增強(qiáng)。

4?結(jié)?論

針對(duì)風(fēng)電變槳電機(jī)參數(shù)變化和負(fù)載不確定性導(dǎo)致控制系統(tǒng)魯棒性差的問(wèn)題，提出了一種變槳電機(jī)參數(shù)辨識(shí)改進(jìn)模型及其變槳控制策略。通過(guò)仿真和樣機(jī)實(shí)驗(yàn)等驗(yàn)證了本文所提方法的有效性。主要結(jié)論有：

1）對(duì)磁鏈估算模型的理論分析與變槳電機(jī)控制策略的仿真分析表明，影響變槳系統(tǒng)性能的主要參數(shù)是變槳電機(jī)的轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)Tr;

2）無(wú)論是變槳電機(jī)參數(shù)、轉(zhuǎn)速還是負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，本文提出的Tr在線辨識(shí)改進(jìn)模型都能夠較準(zhǔn)確地跟蹤實(shí)際參數(shù)，使得電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制更有效。

3）考慮參數(shù)辨識(shí)后的變槳電機(jī)控制策略能夠在一定程度上抑制變槳電機(jī)在低速時(shí)轉(zhuǎn)速的振蕩，提高整個(gè)變槳系統(tǒng)控制的魯棒性。

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（編輯：邱赫男）