第1章 引言 1
1.1风能转换系统的控制 1
1.2增益调度技术 2
1.3风能转换系统的鲁棒控制 3
1.4本书的纲要 4
第2章 风和风力机 6
2.1风 6
2.1.1风资源 6
2.1.2平均风速 7
2.1.3风能 9
2.1.4湍流 9
2.2风力机 10
2.2.1风轮的种类 10
2.2.2风力机空气动力学 11
2.2.3气动力、转矩和功率 16
2.3风力机的风速 20
2.3.1确定风速 21
2.3.2随机风速 23
第3章 风能转换系统的建模 25
3.1风能转换系统概述 25
3.2机械子系统 27
3.3气动子系统 31
3.4电气子系统 32
3.4.1直接耦合笼型异步发电机 32
3.4.2定子控制笼型异步发电机 34
3.4.3转子控制双馈异步发电机 35
3.5桨距子系统 36
3.6整个风能转换系统的模型 37
3.7有效风模型 38
3.7.1平均风速模型 39
3.7.2湍流模型 39
3.7.3有效风速 40
3.7.4有效风速模拟 41
第4章 控制对象和策略 43
4.1控制对象 43
4.1.1能量捕获 44
4.1.2机械载荷 45
4.1.3电能质量 46
4.2运行模式 47
4.3控制策略 48
4.3.1定速定桨 49
4.3.2定速变桨 51
4.3.3变速定桨 55
4.3.4变速变桨 58
4.3.5其他的控制策略 59
第5章 变速定桨风力机的控制 68
5.1LPV增益调度技术的概述 68
5.2定桨风能转换系统的LPV模型 70
5.3开环特性 73
5.4LPV增益调度控制 77
5.4.1控制对象 77
5.4.2控制器方案 78
5.4.3控制器设计问题 82
5.4.4预备性控制 83
5.4.5阻尼注入控制 86
5.4.6不确定因素的处理 89
5.4.7其他变速定桨控制策略的性能评估 93
第6章 变速变桨风力机的控制 96
6.1变桨风能转换系统的LPV模型 96
6.2开环特性 101
6.3LPV增益调度控制 105
6.3.1控制器方案 105
6.3.2为提高可控性而调整的控制策略 109
6.3.3控制器设计问题 110
6.3.4高风速区的控制 112
6.3.5低风速区的控制 119
6.3.6运行风速的全程控制 122
6.3.7不确定性的影响 124
附录 126
附录A 线性矩阵不等式 126
A.1定义 126
A.2半定规划 127
A.3特性 129
附录B 增益调度技术和LPV系统 131
B.1增益调度技术 131
B.2LPV系统 133
B.2.1稳定性 134
B.2.2性能 135
B.3LPV增益调度控制器的综合 137
B.3.1综合过程 139
B.3.2计算考虑 143
B.3.3提出问题 147
B.4非线性系统的LPV描述 148
B.5鲁棒LPV增益调度控制 151
B.5.1鲁棒稳定性 154
B.5.2鲁棒性能 156
B.5.3标称矩阵的综合 157
附录C 准LPV模型及控制 158
参考文献 162