专利名称：基于lpv变增益的风力机被动容错控制方法
技术领域：
本发明涉及一种基于LPV变增益的风カ机被动容错控制方法，属于被动容错控制领域。
背景技术：
现代社会的发展对于能源的需求日益増加，而化石能源的日渐枯竭和环境问题使得其成本越来越高，因而可再生能源的开发与利用受到越来越多的重视。风能，由于其清洁、分布广泛、取之不竭，成为了全世界成长最快的可再生能源。
由于大多数的风カ机安装在海岸，远离人烟，故非定期维修费用会十分昂贵。在这 种情况下，容错控制对风カ机将是十分有益的技木，它能使得风カ机在故障发生又得不到及时维修的情况下仍能正常工作，生产电能。容错控制分为被动容错和主动容错。被动容错是指在不改变控制器结构和參数的条件下，利用鲁棒控制技术使整个闭环系统对某些不确定的故障具有不敏感性，以达到故障后系统在原有的性能指标下继续工作的目的。而主动容错控制在故障发生后需要重新调整控制器參数，也可能需要改变控制器的结构。大多数主动容错控制需要故障诊断子系统，只有少部分不需要，但也需要获知各种故障信息。相比于主动容错控制而言，被动容错不需要故障诊断子系统。由于故障诊断子系统在恶劣的海岸环境也有可能发生故障，故被动容错控制虽不可能达到主动容错控制一祥的性能，但更为可靠。LPV理论最早是由Shamma在1988年提出来的，其主要的目的就是将已有的线性控制设计根据扩展到非线性和时变系统。其设计步骤分为三个首先，选择ー组工作点；其次，为这组模型的各构件都设计LTI控制使相应工作点的稳定性和性能都能得到保障 ’最后，对增益调度进行规划，制定ー种算法。下面简述LPV控制器设计过程考虑有如下形式的状态空间的一个开环LPV系统
权利要求
1.基于LPV变增益的风カ机被动容错控制方法，其特征是 第一歩对风カ机进行建模； 风カ机的传动模型为
2.如权利要求I所述基于LPV变增益的风カ机被动容错控制方法，其特征是，式(17)由于存在不确定变量Qf，使得第三步的求解不是线性矩阵不等式LMI问题，是ー个双线性矩阵不等式BMI问题，不能直接求解；因此采用如下的投影定理进行分解； 投影定理假定ー个矩阵Φ e Rnxn及m行的两个矩阵U和V，如果想得到兼容的矩阵Ψ，使得 Φ+υψντ+νψτυτ < O(21) 此时，当且仅当
全文摘要
本发明公开了一种基于LPV变增益的风力机被动容错控制方法，首先，将风力机的模型结构分解成各个子系统，对各个子系统所产生的故障及其传播影响归纳分析；然后，针对其中故障易发的变桨距液压控制系统进行故障建模；然后，采用LPV变增益控制方法，使控制器参数随输入风速动态变化；最后，对由故障模型中不可测的变量带来的BMI问题使用投影定理分解，转换成易解的LMI问题，求出控制器参数。其优点是本控制器在一片FPGA上实现，体积小，设计灵活，控制器响应速度快；不需要依赖于故障诊断系统，使控制器更可靠地工作在恶劣的环境下。
文档编号F03D7/00GK102678452SQ201210161598
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者吴定会, 李意扬, 沈艳霞, 潘庭龙, 王莉, 纪志成, 赵芝璞, 高春能 申请人:江南大学