基于灰色預(yù)測的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制

董娜娜

（長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院自動(dòng)化系，長春 130122）

雙饋風(fēng)電機(jī)組是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)間連接了一個(gè)變頻器，通過改變轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流的頻率，使得在定子上發(fā)出與電網(wǎng)電壓、頻率相同的電力，輸入電網(wǎng)?；疑A(yù)測是一種結(jié)合先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的預(yù)測方法，指的是一種對(duì)含有不確定因素的系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測的方法[1]。因此，本文進(jìn)行基于灰色預(yù)測的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制的研究。

1 基于灰色預(yù)測的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制方法設(shè)計(jì)

考慮到自適應(yīng)控制率是實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制的關(guān)鍵因素[2]。因此，在基于灰色預(yù)測的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)的控制方法設(shè)計(jì)中，首先建立基于灰色預(yù)測的自適應(yīng)控制率函數(shù)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量的自適應(yīng)控制。

1.1 建立基于灰色預(yù)測的自適應(yīng)控制率函數(shù)

自適應(yīng)指的是根據(jù)雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量來決定是否開關(guān)垂直同步，基于灰色預(yù)測的自適應(yīng)控制率更加精確[3]。設(shè)基于灰色預(yù)測的自適應(yīng)控制率為w，求得灰色預(yù)測的自適應(yīng)控制函數(shù)，如公式（1）所示：

式中，x 指的是虛擬慣量有界參數(shù)；pb 指的是對(duì)虛擬慣量不確定參數(shù)的估計(jì)；dt 指的是雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)性能參數(shù)。

1.2 實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量的自適應(yīng)控制

面對(duì)傳統(tǒng)的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制方法慣量辨識(shí)和自適應(yīng)功能處理不了的情況，尤其是面對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，機(jī)械剛性低，機(jī)械阻力不均勻的情況下經(jīng)常出現(xiàn)。通過灰色預(yù)測可以有效鑒別雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量因素之間發(fā)展趨勢的相異程度，進(jìn)行相應(yīng)的關(guān)聯(lián)分析，公式如下所示：

式中，β0為雙饋風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行突變值；St為周期分量，Tt為趨勢分量。在對(duì)原始虛擬慣量進(jìn)行生成處理，可尋找雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量變動(dòng)的規(guī)律，生成具有較強(qiáng)規(guī)律性的數(shù)據(jù)序列，表達(dá)式為：

建立相應(yīng)的自適應(yīng)控制方法，從而預(yù)測雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量發(fā)展趨勢的狀況。利用自適應(yīng)控制率函數(shù)，實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量的自適應(yīng)控制，表達(dá)式為：

式中，Dk為k 時(shí)刻控制所需耗能。

2 仿真實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為了確保基于灰色預(yù)測的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制方法的有效性，針對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，整體實(shí)驗(yàn)均在統(tǒng)一環(huán)境下進(jìn)行，首先采用傳統(tǒng)的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制方法進(jìn)行控制，再采用文章設(shè)計(jì)的基于灰色預(yù)測的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制方法實(shí)施同樣操作步驟，設(shè)置傳統(tǒng)的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制方法為對(duì)照組。為了保證實(shí)驗(yàn)的有效性，將實(shí)驗(yàn)次數(shù)設(shè)為4次。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，將兩種方法下的自適應(yīng)控制率進(jìn)行對(duì)比。采集4組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將兩種方法所控制的虛擬慣量自適應(yīng)控制率對(duì)比情況進(jìn)行整理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果：對(duì)照組中1、2、3、4組的虛擬慣量自適應(yīng)控制率依次為61.8%、65.7%、72.5%、71.4%；實(shí)驗(yàn)組中1、2、3、4組的虛擬慣量自適應(yīng)控制率依次為88.6%、89.2%、90.1%、92.6%。

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：本文設(shè)計(jì)的基于灰色預(yù)測的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制方法的自適應(yīng)控制率更高，可以實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量的自適應(yīng)控制。

3 結(jié)束語

通過實(shí)驗(yàn)表明，一般情況下，基于灰色預(yù)測的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制方法相比于傳統(tǒng)方法能夠更好的提高虛擬慣量自適應(yīng)控制率。綜上所述，必須加大基于灰色預(yù)測的雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制方法在雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量自適應(yīng)控制中的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量的自適應(yīng)控制提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。