风能转换系统双频环优化控制：On-off与H∞结合

"基于On-off和H ∞状态反馈的风能转换系统的双频环优化控制 (2009年)" 这篇论文主要探讨了如何利用On-off控制和H ∞状态反馈控制策略来优化风能转换系统的双频环控制系统，以提高风能捕获效率和系统稳定性。风能转换系统（WEC System）是将风能转化为电能的关键设备，其性能受到风速变化的影响。风速具有多时间尺度特性，因此，设计一个能够适应这些变化的控制系统至关重要。 首先，论文基于风速的非线性机理模型，运用频率分离原理建立了双频环模型。这个模型将系统分为低频环和高频环，分别对应风能转换过程中的慢变和快变动态特性。低频环主要处理风速变化较大的长时间尺度动态，而高频环则关注更快速的系统响应。 接着，论文提出在低频环中采用On-off稳态优化控制方法，这种控制策略主要用于在风速低于额定值时最大限度地捕获风能。On-off控制通过开关操作调整发电机的工作状态，确保系统在不同风速下都能有效地转换风能。 对于高频环，论文采用了H ∞状态反馈优化控制，这是一种鲁棒控制策略，能够确保系统在面对不确定性或干扰时仍能保持良好的性能。H ∞控制通过设计控制器，使得系统在满足性能指标的同时，对所有可能的干扰有较强的抑制能力。 论文的优化控制结构结合了两种控制策略，旨在提升风能转换系统的整体性能。通过仿真研究，结果显示基于On-off和H ∞状态反馈的双频环优化控制方法有效提高了控制精度，增强了系统的鲁棒性，并在额定风速以下实现了风能捕获的最大化。 总结来说，这篇2009年的研究论文提出了一个创新的风能转换系统控制策略，通过结合On-off控制的风能最大化捕获能力和H ∞状态反馈控制的鲁棒性，优化了双频环控制系统，从而在不稳定的风速环境下提升了风能转化效率。这一工作对理解和改进风能转换系统的设计具有重要的理论和实践意义。