基于PWA模型的风电系统H-infinity容错控制

"开发基于随机分段线性（PWA）模型的风能转换系统（WECS）的H-infinity容错控制是本文的主要贡献。建立了考虑不同风速下多个工作点的正常和故障随机PWA模型，并设计了可靠的分段线性二次调节器状态反馈，以实现故障容错执行器和传感器的控制。提出了存在该控制器的充分条件。" 本文详细探讨了应用于风能转换系统的H-infinity容错控制策略，这是风力发电技术中的一个重要研究领域，旨在确保系统在发生故障时仍能保持稳定运行并高效转换风能。作者提出了一种基于随机分段线性（PWA）模型的方法，这种模型能够更准确地描述风能转换系统在不同风速条件下的复杂动态行为。 首先，文章建立了WECS的正常工作状态和故障状态的随机PWA模型。PWA模型是一种非线性系统建模方法，它将系统行为划分为多个线性区域，每个区域通过不同的线性方程来描述。在风能转换系统中，由于风速的不断变化，系统性能会经历多个工作点，PWA模型能够有效地捕捉这些变化，提供更精确的系统表示。 接着，为了实现容错控制，作者设计了一种可靠的分段线性二次调节器。这种调节器旨在确保即使在传感器或执行器出现故障时，系统仍能维持稳定并达到期望的性能水平。通过状态反馈，控制器可以根据当前系统状态调整其输出，以补偿潜在的故障影响。 文章还提出了一个充分条件，用于确定是否存在这样的分段线性二次调节器，以满足H-infinity控制理论中的性能指标。H-infinity控制理论关注的是系统在各种干扰和不确定性下的鲁棒性，它通过最小化从输入到输出的传递函数的无穷范数来确保系统的稳定性。 这项研究为风能转换系统的故障容错控制提供了新的视角和工具，有助于提高风电系统的可靠性和效率，特别是在故障情况下保证能源产出的连续性。这种方法的应用不仅有助于减少因设备故障导致的停机时间，还能优化风力发电的整体性能，对提升可再生能源领域的技术水平具有重要意义。