[发明专利]一种风电机组液压变桨距系统的H∞鲁棒控制方法

权利要求书

1.一种风电机组液压变桨距系统的H∞鲁棒控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，根据液压变桨距系统的模型，包括电液比例换向阀的流量方程、液压缸流量连续性方程、液压缸的受力方程以及电液比例先导阀的受力平衡方程，求得液压变桨距系统的传递函数；具体过程为：

步骤1.1，电液比例换向阀的流量方程为：

Q_m＝λ_mx_v-λ_nP_m

其中，Q_m为电液比例换向阀流量，m³/s；λ_m为流量的放大系数，m²/s；x_v为比例方向阀阀芯位移，mm；λ_n为流量-压力的放大系数，m⁵/N·s；P_m为比例阀的负载压力，N；

步骤1.2，液压缸流量连续性方程为：

其中，A_m为液压缸活塞面积，cm²；y_m为液压缸活塞位移，mm；t表示时间，V₀为液压的总容积，m³；β_c为液压缸容积弹性系数；C_m为泄露系数；

步骤1.3，液压缸的受力方程为：

其中，m为活塞与负载总质量，kg；B_Q为活塞与负载运动的粘性阻尼系数；μ为负载的弹簧所承受的力度系数；F_Q为负载扰动所受力，N；

步骤1.4，电液比例先导阀的受力平衡方程为：

其中，i为比例电磁铁输入电流，mA；K_sf为电液比例先导阀反馈检测弹簧刚度，N·m/rad；K_i为比例电磁铁力-电流放大系数，N/mA；K_b为电压位移放大系数，mA/mm；

步骤1.5，由步骤1.1-1.4得到液压变桨距系统的传递函数为：

其中，G₀(s)表示液压变桨距系统的传递函数；K_t为电液比例放大系数；K_m为反馈控制系数，mA/mm；s为传递函数的参数；

步骤2，将H∞鲁棒控制应用于液压变桨距系统，得到H∞鲁棒控制后液压变桨距系统的输入到跟踪误差、输入电压、实际输出的三个闭环传递函数；

步骤3，选择加权函数，将H∞鲁棒控制问题转化为混合灵敏度优化问题，并根据步骤2的三个闭环传递函数求得液压变桨距系统在混合灵敏度优化问题下的广义被控对象；

步骤4，根据步骤3的广义被控对象以及加权函数，推导出液压变桨距系统的广义被控对象的状态空间方程，并由Matlab鲁棒控制工具箱中的hinf函数求解H∞控制器K(s)。

2.根据权利要求1所述风电机组液压变桨距系统的H∞鲁棒控制方法，其特征在于，步骤2所述闭环传递函数满足：

其中，S为灵敏度函数；R、T为补灵敏度函数；I为单位传递函数；K(s)为液压变桨距系统控制器；G(s)为液压变桨距系统的广义被控对象；s为传递函数的参数。

3.根据权利要求1所述风电机组液压变桨距系统的H∞鲁棒控制方法，其特征在于，步骤3所述加权函数为：

W₁＝180/(25s+1),W₂＝0.008,W₃＝(10s+32)/320

其中，W₁是对灵敏度函数S的加权函数；W₂是对补灵敏度函数R的加权函数；W₃是对补灵敏度函数T的加权函数；s为传递函数的参数。