[发明专利]一种风电机组变桨距控制的改进自抗扰控制器和系统

说明书

本发明涉及一种风电机组变桨距控制的改进自抗扰控制器，与被控风机连接，用于控制被控风机的扰动，包括跟踪微分器、非线性组合模块、扩张状态观测器和BP神经网络模块，所述的BP神经网络模块嵌入于扩张状态观测器中，用于拟合部分扰动，并在线调节扩张状态观测器的参数；该系统工作时，扰动的估计包括两部分，具体为：BP神经网络模块预测的扰动值f_BP和扩张状态观测器估计的扰动值与现有技术相比，本发明具有抗干扰能力更强、范围更广、控制效果更好等优点。

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其是涉及一种风电机组变桨距控制的改进自抗扰控制器和系统。

背景技术

自抗扰控制器(ADRC)是一种在工业过程控制中应用的自动控制方法，其主要优点是能够自动跟踪系统中的随机扰动并对控制输出进行自动补偿，对被控对象的精确数学模型不存在很强的依赖性，具有很强的抗干扰能力和控制的鲁棒性，该种控制方法在工业过程控制中得到了越来越广泛的应用，其控制的优越性得到了现场工程技术人员的广泛认同。

传统的自抗扰控制器(ADRC)因具备较强的鲁棒性及抗干扰能力，已成功应用于风力发电机变桨距系统中，但仍存在一定的延迟，参数整定所需要的计算量较大、效率不高等缺陷。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够在线调节扩张状态观测(ESO)参数的风电机组变桨距控制的改进自抗扰控制器和系统，抗干扰能力更强、范围更广，控制效果更好。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种风电机组变桨距控制的改进自抗扰控制器，与被控风机连接，用于控制被控风机的扰动，包括跟踪微分器、非线性组合模块、扩张状态观测器和BP神经网络模块，所述的BP神经网络模块嵌入于扩张状态观测器中，用于拟合部分扰动，并在线调节扩张状态观测器的参数；

该控制器工作时，扰动的估计包括两部分，具体为：BP神经网络模块预测的扰动值f_BP和扩张状态观测器估计的扰动值

进一步地，所述的BP神经网络模块调节的扩张状态观测器的参数包括β₀₁、β₀₂和β₀₃。

其中，所述的扩张状态观测器的参数β₀₁、β₀₂和β₀₃分别为BP神经网络整定ESO参数。

进一步地，所述的BP神经网络模块通过采样获得扩张状态观测器的三个输出参数z₁、z₂和z₃，其中，z₁和z₂作为BP神经网络模块的输入，z₃作为BP神经网络模块的输出。

其中，所述的扩张状态观测器的三个输出参数z₁、z₂和z₃分别为状态观测器的输出信号的观测值。

进一步地，所述的BP神经网络模块为训练完成的BP神经网络预测模型。

更进一步地，所述的BP神经网络模块采用离线训练的方式，所述的BP神经网络为三层BP神经网络。

进一步地，该改进自抗扰控制器估计的总的扰动

更进一步地，该改进自抗扰控制器的数学表达式为：

e₁＝z₁-w