基于有限时间算法的风机最大功率跟踪控制

风力发电系统长期运行在风速随机变化、未知输入扰动非零且不匹配不确定的环境中,针对这种运行状况,为了提高风力发电系统的最大功率点跟踪(MPPT)性能,提出一种基于有限时间控制策略达到预设性能的控制方案。通过引入一种新的时变约束函数(time-varying constraining function,TVCF),将原来的有限时间跟踪控制问题转化为具有跟踪误差延迟约束的问题,然后通过使其稳定,优化了有限时间内预设性能的跟踪控制性能。该方法增强了对模型参数和外部扰动不确定的鲁棒性,提高了系统的全局渐进稳定性,使系统在参数改变以及外部扰动存在的情况下快速收敛跟踪误差。为了验证算法的有效性,将该方法与一阶滑模控制、传统比例积分微分控制在MATLAB/Simulink中进行控制器仿真实验,并进行了对比分析。实验显示,该算法的平均功率系数比使用PID控制时提高了4.06%,比使用一阶滑模时提高了1.55%。该算法相对于一阶滑模控制使得发电机的抖振现象减小了5.97%,证明了所提策略的有效性与优越性。