目录

第1章 绪论 1
1.1　研究背景及意义 1
1.2　微型燃气轮机发电系统容错控制研究现状 2
1.2.1 微型燃气轮机发电系统简介 2
1.2.2 微型燃气轮机发电系统建模 3
1.2.3 微型燃气轮机发电系统控制 4
1.3　变桨距风力发电机智能滑模容错控制研究现状 5
1.3.1 风力发电机转速控制 6
1.3.2 风力发电机变桨距控制 7
1.3.3 风力发电机容错控制 8
1.4　光伏发电系统滑模容错控制研究现状 9
1.5　微电网储能并网技术研究现状 11
1.5.1 微电网的概念 11
1.5.2 微电网容错控制 11
1.5.3 微电网储能技术 12
参考文献 13
第2章 微型燃气轮机部件级建模及优化T-S模糊模型拟合 20
2.1　引言 20
2.2　微型燃气轮机部件级模型 20
2.2.1 微型燃气轮机部件特性 20
2.2.2 微型燃气轮机部件级模型求解 23
2.3　基于类高斯隶属度函数的微型燃气轮机T-S模糊模型 27
2.3.1 T-S模糊模型建模原理 27
2.3.2 微型燃气轮机T-S模糊模型建模方法 27
2.4　模型仿真分析 29
2.4.1 微型燃气轮机部件级模型仿真分析 29
2.4.2 优化T-S模糊模型精度验证 30
2.5　本章小结 30
第3章 基于非奇异终端滑模观测器的微型燃气轮机执行机构故障鲁棒重构 31
3.1　引言 31
3.2　系统描述及线性变换 32
3.3　自适应非奇异滑模观测器设计 33
3.4　观测器误差稳定性证明 34
3.5　故障重构仿真分析 38
3.5.1 渐变故障重构 40
3.5.2 突变故障重构 41
3.5.3 周期性故障重构 41
3.6　本章小结 43
第4章 孤岛模式下的微型燃气轮机发电系统容错控制 44
4.1　引言 44
4.2　微型燃气轮机发电系统仿真模型 44
4.3　微型燃气轮机控制系统设计 46
4.3.1 基于加速度及温度保护的微型燃气轮机控制原理 46
4.3.2 基于模糊规则和目标函数的微型燃气轮机转速控制器设计 47
4.4　包含加速度保护及温度保护的微型燃气轮机自适应容错控制器设计 48
4.4.1 基于改进ICA算法的微型燃气轮机容错控制原理 48
4.4.2 微型燃气轮机执行机构故障类型 49
4.4.3 改进ICA算法流程及研究 49
4.5　微型燃气轮机发电系统在孤岛模式下的逆变器V/f控制 51
4.5.1 电压型PWM逆变器模型分析 51
4.5.2 电压型PWM逆变器电压/电流双环控制器设计 52
4.6　微型燃气轮机发电系统仿真分析 53
4.6.1 改进ICA算法性能测试 53
4.6.2 微型燃气轮机加减速控制仿真分析 54
4.6.3 孤岛模式下的微型燃气轮机发电系统输出电压仿真分析 54
4.7　本章小结 56
参考文献 57
第5章 变桨距风力发电机系统建模 58
5.1　引言 58
5.2　风力发电机的工作原理及控制要求 58
5.2.1 最大功率跟踪阶段 59
5.2.2 恒功率运行阶段 59
5.3　风力发电机风速特性分析 59
5.3.1 风切变效应 60
5.3.2 塔影效应 61
5.3.3 湍流风模型 62
5.4　风力发电机空气动力学理论 63
5.4.1 风轮动量理论 63
5.4.2 风轮叶素理论 65
5.4.3 风轮空气动力学特性 66
5.5　变桨距风力发电机系统模型建立 67
5.5.1 风速模型 67
5.5.2 传动系统模型 69
5.5.3 永磁同步电机模型 70
5.5.4 变桨距执行机构模型 71
5.5.5 独立变桨距风力发电机载荷模型 71
5.6　本章小结 75
参考文献 75
第6章 风力发电机转速控制 76
6.1　引言 76
6.2　滑模变结构控制 76
6.2.1 滑模变结构控制的系统描述 76
6.2.2 滑模变结构控制的数学描述 78
6.2.3 滑模变结构控制的三个基本要素 79
6.2.4 高阶滑模控制 80
6.3　基于新型几何扇区二阶积分滑模的智能转矩控制器设计 81
6.3.1 风力发电机的不确定性模型 81
6.3.2 新型几何扇区二阶积分滑模控制器设计 82
6.3.3 改进的变速灰狼优化算法 85
6.3.4 仿真分析 89
6.4　基于风速估计的无传感器智能二阶积分滑模控制器设计 93
6.4.1 永磁同步电机的不确定性数学模型 93
6.4.2 二阶积分滑模控制器设计 94
6.4.3 无传感器控制策略设计 97
6.4.4 仿真分析 100
6.5　本章小结 107
参考文献 107
第7章 风力发电机变桨距控制 109
7.1　引言 109
7.2　模型预测控制 109
7.3　基于自适应非奇异终端滑模观测器的载荷预测控制策略 109
7.3.1 独立变桨距风力发电机数学模型 110
7.3.2 载荷预测控制器设计 110
7.3.3 仿真分析 119
7.4　基于自适应状态反馈滑模控制的容错控制器设计 122
7.4.1 风力发电机线性化模型 123
7.4.2 自适应状态反馈控制器设计 123
7.4.3 仿真分析 128
7.5　本章小结 133
参考文献 133
第8章 永磁同步电机硬件实验平台 134
8.1　引言 134
8.2　实验平台的硬件结构 134
8.2.1 PICkit 3编程器介绍 135
8.2.2 dsPICDEM MCLV开发板介绍 135
8.2.3 永磁同步电机无传感器磁场定向控制结构 137
8.3　实验平台软件设计 138
8.3.1 MPLAB X IDE介绍 138
8.3.2 实时数据监视器RTDM 140
8.4　基于改进级联观测器的永磁同步电机分数阶积分滑模控制器 143
8.5　基于无传感器智能二阶积分滑模的永磁同步电机控制 154
8.6　本章小结 157
第9章 光伏发电系统MPPT控制策略 158
9.1　引言 158
9.2　光伏电池模型及其输出特性研究 158
9.2.1 光伏电池的工作原理介绍 158
9.2.2 光伏电池建模与仿真分析 159
9.3　DC/DC变换电路及其MPPT控制策略 162
9.3.1 DC/DC变换电路参数设计 162
9.3.2 MPPT控制策略设计 163
9.3.3 仿真分析 169
9.4　本章小结 171
参考文献 171
第10章 光伏并网逆变器控制策略研究 172
10.1　引言 172
10.2　光伏并网逆变器的拓扑结构及控制策略 172
10.3　电流滞环跟踪控制 174
10.3.1 电流滞环跟踪控制原理 174
10.3.2 电流滞环跟踪控制仿真模型及参数设计 175
10.3.3 仿真分析 175
10.4　基于分数阶PI调节器的双环控制 177
10.4.1 分数阶PID控制原理 177
10.4.2 基于分数阶PI调节器的双环控制原理 180
10.4.3 基于分数阶PI调节器的双环控制仿真模型及参数设计 181
10.4.4 仿真分析 183
10.5　基于PR调节器的双环控制 184
10.5.1 基于PR调节器的双环控制原理 184
10.5.2 基于PR调节器的双环控制仿真