本發(fā)明涉及一種基于參數(shù)辨識(shí)的機(jī)械彈性儲(chǔ)能用PMSG控制方法，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，間歇式新能源入網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、尖峰負(fù)荷持續(xù)攀升。為解決間歇式電源的入網(wǎng)問(wèn)題，平衡尖峰負(fù)荷，技術(shù)人員提出了一種永磁電機(jī)式機(jī)械彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)選用機(jī)械渦簧作為儲(chǔ)能介質(zhì)，通過(guò)控制永磁同步發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)換。發(fā)電過(guò)程中，渦簧輸出扭矩逐漸減小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量則逐步變大。此外，受溫度、濕度、磁飽和效應(yīng)等因素影響，永磁同步發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)如電阻、電感、磁鏈等將很難直接測(cè)量而表現(xiàn)出不確定特性，并且永磁同步發(fā)電機(jī)本身是一種多變量、高維度、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)，傳統(tǒng)的比例積分(PI)調(diào)節(jié)器按照經(jīng)典理論設(shè)計(jì)，依賴于精確的電機(jī)模型，不能夠跟隨電機(jī)參數(shù)及擾動(dòng)的變化而改變，環(huán)境適應(yīng)能力弱，動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力不強(qiáng)，魯棒性差，無(wú)法滿足高質(zhì)量發(fā)電的需求。因此，設(shè)計(jì)一種新的控制方法，能夠抵抗電機(jī)內(nèi)外部參數(shù)的干擾，同時(shí)控制永磁同步發(fā)電機(jī)使得機(jī)械彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)高效安全發(fā)電是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的工作，其控制目標(biāo)的關(guān)鍵在于保證電機(jī)“不飛車”的情況下將渦簧中存儲(chǔ)的機(jī)械能持續(xù)、安全的送入電網(wǎng)或供給負(fù)荷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種基于參數(shù)辨識(shí)的機(jī)械彈性儲(chǔ)能用PMSG控制方法，使機(jī)械彈性儲(chǔ)能用永磁同步發(fā)電機(jī)在發(fā)電運(yùn)行時(shí)既 能抵抗系統(tǒng)內(nèi)外部非線性干擾，又能發(fā)出高質(zhì)量電能。

本發(fā)明所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于參數(shù)辨識(shí)的機(jī)械彈性儲(chǔ)能用PMSG控制方法，所述方法首先建立渦簧箱和永磁同步發(fā)電機(jī)的全系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；然后設(shè)計(jì)基于模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)(Model Reference Adaptive System，MRAS)的辨識(shí)算法跟蹤永磁同步發(fā)電機(jī)電感、磁鏈的參數(shù)攝動(dòng)，以及渦簧動(dòng)力源轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)時(shí)變化；再利用辨識(shí)得到的實(shí)時(shí)參數(shù)建立發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型以最大程度消除內(nèi)外參數(shù)擾動(dòng)帶來(lái)的建模誤差，根據(jù)建立的模型，結(jié)合自適應(yīng)與反步控制設(shè)計(jì)系統(tǒng)的非線性反步控制器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在外部參數(shù)時(shí)變和內(nèi)部參數(shù)存在不確定性條件下轉(zhuǎn)速和電流精確跟蹤控制。

上述機(jī)械彈性儲(chǔ)能用永磁同步發(fā)電機(jī)的控制方法，所述方法包括以下步驟：

a.根據(jù)機(jī)械彈性儲(chǔ)能用永磁同步發(fā)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，建立永磁同步發(fā)電裝置的全系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型：

T_b＝T_bf-c₁δ＝T_bf-c₁ω_st

其中：u_d，u_q分別為發(fā)電機(jī)d，q軸定子電壓；i_d，i_q分別為d，q軸定子電流；R_s為定子電阻；L_s為定子電感；n_p為極對(duì)數(shù)；ω_r為發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度；為永磁磁通；T_b為永磁同步發(fā)電機(jī)的輸入力矩，即儲(chǔ)能箱彈性勢(shì)能提供的外部力矩； J為機(jī)械彈性儲(chǔ)能機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；D為粘性摩擦系數(shù)；T_bf為渦簧箱儲(chǔ)滿能量時(shí)的扭矩；ω_s為渦簧芯軸的轉(zhuǎn)速；δ是在外力矩T_b的作用下忽略渦簧厚度對(duì)變形角度影響時(shí)轉(zhuǎn)角的增加值；J_e0為渦簧完全擰緊時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；n_s為渦簧總的儲(chǔ)能圈數(shù)；c₁為渦簧扭矩系數(shù)，是一個(gè)常量，對(duì)于矩陣截面的渦簧，E、b、h和L分別表示渦簧材料的彈性模量、寬度、厚度和長(zhǎng)度；t是外力矩的作用時(shí)間。

b.設(shè)計(jì)基于MRAS及Popov超穩(wěn)定性理論的永磁同步發(fā)電機(jī)參數(shù)辨識(shí)算法：

其中：和分別為電感和磁鏈的待辨識(shí)值；k_i1、k_i2、k_p1、k_p2是正的PI控制參數(shù)；和分別為MRAS辨識(shí)模型中的q軸和d軸電流，t為辨識(shí)時(shí)間，也是外力矩的作用時(shí)間。通過(guò)以上兩式，可辨識(shí)出運(yùn)行過(guò)程中永磁同步發(fā)電機(jī)的電感和磁鏈實(shí)時(shí)值。

c.設(shè)計(jì)基于模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)(MRAS)及Popov超穩(wěn)定性理論的渦簧箱參數(shù)辨識(shí)算法：

式中：和分別為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和轉(zhuǎn)矩的待辨識(shí)值；k_i3、k_i4、k_p3、k_p4是正的PI控制參數(shù)；是辨識(shí)模型中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，t為辨識(shí)時(shí)間。通過(guò)以上兩式可辨識(shí)出時(shí)變的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和動(dòng)力源轉(zhuǎn)矩。

d.設(shè)計(jì)自適應(yīng)反步控制器u_d和u_q以及描述電阻變化的自適應(yīng)律

其中：k₁、k₂和k₃是控制器參數(shù)；ΔR_s為發(fā)電過(guò)程電阻參數(shù)的擾動(dòng)，為電阻參數(shù)擾動(dòng)的一階導(dǎo)數(shù)；α＝ω_r-ω_r^*是轉(zhuǎn)速的跟蹤誤差，ω_r^*是轉(zhuǎn)速的跟蹤目標(biāo)值；β＝i_q-i_q^*是q軸電流的跟蹤誤差，i_q^*是q軸電流的跟蹤目標(biāo)值；γ＝i_d-i_d^*是d軸電流的跟蹤誤差，i_d^*是d軸電流的跟蹤目標(biāo)值；r_s為一個(gè)有限的正數(shù)；是目標(biāo)控制轉(zhuǎn)速的二階導(dǎo)數(shù)。

e.將控制器u_d和u_q作為永磁同步發(fā)電機(jī)全系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的輸入控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)的控制。

本發(fā)明針對(duì)永磁電機(jī)式機(jī)械彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)外部非線性擾動(dòng)，首先設(shè)計(jì)基于MRAS的辨識(shí)算法跟蹤電感，磁鏈的參數(shù)攝動(dòng)，動(dòng)力源轉(zhuǎn)矩以及辨識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)時(shí)變化，另一方面，利用辨識(shí)得到的實(shí)時(shí)參數(shù)建立發(fā)電系統(tǒng)模型以最大程度消除內(nèi)外參數(shù)擾動(dòng)帶來(lái)的建模誤差，根據(jù)所建立的模型，通過(guò)結(jié)合自適應(yīng)與反步控制推導(dǎo)出系統(tǒng)的非線性反步控制器，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在外部參數(shù)時(shí)變和內(nèi)部參數(shù)存在不確定性條件下的快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)和轉(zhuǎn)速精確控制，保證電機(jī)輸出高質(zhì)量電能。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是永磁發(fā)電機(jī)組全系統(tǒng)模型；

圖2、圖3、圖4、圖5是永磁同步發(fā)電機(jī)以及渦簧箱參數(shù)辨識(shí)；

圖6、圖7、圖8是系統(tǒng)狀態(tài)輸出。

文中各符號(hào)為：u_d，u_q分別為d，q軸定子電壓；i_d，i_q分別為d，q軸定子電流；R_s為定子電阻；L_s為定子電感；n_p為極對(duì)數(shù)；ω_r為發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度；為永磁磁通；T_b為輸入力矩，即儲(chǔ)能箱彈性勢(shì)能提供的外部力矩；J為MEES機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；D為粘性摩擦系數(shù)；T_bf為渦簧箱儲(chǔ)滿能量時(shí)的扭矩；ω_s為渦簧芯軸的轉(zhuǎn)速；δ是在外力矩T_b的作用下，忽略渦簧厚度對(duì)變形角度的影響，轉(zhuǎn)角的增加值；J_e0為渦簧完全擰緊時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；n_s為渦簧總的儲(chǔ)能圈數(shù)；c₁為渦簧扭矩系數(shù)，是一個(gè)常量，對(duì)于矩陣截面的渦簧，E、b、h和L分別表示渦簧材料的彈性模量、寬度、厚度和長(zhǎng)度；t是外力矩的作用時(shí)間；和分別為電感和磁鏈的待辨識(shí)值；k_i1、k_i2、k_p1、k_p2是正的PI控制參數(shù)； 和分別為MRAS辨識(shí)模型中的q軸和d軸電流；和 分別為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和轉(zhuǎn)矩的待辨識(shí)值；k_i3、k_i4、k_p3、k_p4是正的PI控制參數(shù)； 是辨識(shí)模型中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速；k、k₁和k₂是控制器參數(shù)；ΔR_s為發(fā)電過(guò)程電阻參數(shù)的擾動(dòng)，為電阻參數(shù)的擾動(dòng)一階導(dǎo)數(shù)；α＝ω_r-ω_r^*，是轉(zhuǎn)速的跟蹤誤差，ω_r^*是轉(zhuǎn)速的跟蹤目標(biāo)值；β＝i_q-i_q^*，是q軸電流的跟蹤誤差，i_q^*是q軸電流的跟蹤目標(biāo)值；γ＝i_d-i_d^*是d軸電流的跟蹤誤差，i_d^*是d軸電流的跟蹤目標(biāo)值；r_s為一個(gè)有限的正數(shù)；是目標(biāo)控制轉(zhuǎn)速的二階導(dǎo)數(shù)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

1.永磁同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)建模

如附圖1所示，永磁同步發(fā)電裝置全系統(tǒng)模型主要包括儲(chǔ)能箱，電磁制動(dòng)器，轉(zhuǎn)矩傳感器，聯(lián)軸器，升速箱，永磁同步發(fā)電機(jī)，變流器，系統(tǒng)監(jiān)控單元等組成。假設(shè)定子繞組d軸電感L_d等于定子繞組q軸電感L_q，且它們的值均為L(zhǎng)_s，那么，永磁同步發(fā)電機(jī)在dq軸同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型可寫(xiě)為：

其中：u_d，u_q分別為d，q軸定子電壓；i_d，i_q分別為d，q軸定子電流；R_s為定子電阻；L_s為定子電感；n_p為極對(duì)數(shù)；ω_r為發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度；為永磁磁通；T_b為輸入力矩，即儲(chǔ)能箱彈性勢(shì)能提供的外部力矩；J為MEES機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；D為粘性摩擦系數(shù)；t為工作時(shí)間；

發(fā)電過(guò)程中，儲(chǔ)能箱轉(zhuǎn)矩和系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可由以下兩方程表示：

T_b＝T_bf-c₁δ＝T_bf-c₁ω_st (2)

其中：T_bf為渦簧箱儲(chǔ)滿能量時(shí)的扭矩；ω_s為渦簧芯軸的轉(zhuǎn)速；δ是在外力矩T_b的作用下，忽略渦簧厚度對(duì)變形角度的影響，轉(zhuǎn)角的增加值；J_e0為渦簧完全擰緊時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；n_s為渦簧總的儲(chǔ)能圈數(shù)；c₁為渦簧扭矩系數(shù)，是一個(gè)常量，對(duì)于矩陣截面的渦簧，E、b、h和L分別表示渦簧材料的彈性模量、寬度、厚度和長(zhǎng)度；t是外力矩的作用時(shí)間。

方程(1)、(2)、(3)就構(gòu)成了帶有機(jī)械彈性儲(chǔ)能裝置的永磁同步發(fā)電機(jī)組全系 統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。

2.基于MRAS及Popov超穩(wěn)定性理論的永磁同步發(fā)電機(jī)和渦簧箱參數(shù)辨識(shí)

2.1控制問(wèn)題描述

在發(fā)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行中，受環(huán)境溫度、濕度等影響，永磁同步發(fā)電機(jī)的定子繞組電阻R_s、定子繞組的q軸和d軸電感L_q和L_d以及轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的磁鏈 常常偏離額定值；此外，由永磁同步發(fā)電裝置的全系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型可知，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J以及動(dòng)力源轉(zhuǎn)矩T_b隨時(shí)間實(shí)時(shí)變化。這些結(jié)構(gòu)內(nèi)部參數(shù)不確定性以及永磁同步發(fā)電機(jī)外部干擾對(duì)系統(tǒng)的控制效果帶來(lái)不良影響，為了將這些干擾帶來(lái)的影響降低到最小程度，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種基于MRAS以及Popov超穩(wěn)定性理論的辨識(shí)算法來(lái)觀測(cè)這些內(nèi)部不確定項(xiàng)電感L_s、磁鏈以及外部參數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和轉(zhuǎn)矩T_b的變化，然后利用它們的觀測(cè)值建模，以最大程度消除利用額定值建模帶來(lái)的建模誤差。

2.2基于MRAS及Popov超穩(wěn)定性理論的永磁同步發(fā)電機(jī)參數(shù)辨識(shí)

MRAS辨識(shí)方法的基本思路是將不含未知參數(shù)的方程作為參考模型，將含有待估計(jì)參數(shù)的方程作為可變模型，兩個(gè)模型具有相同物理意義的輸出量并且同時(shí)工作，比較參考模型和可變模型的輸出，將差值經(jīng)過(guò)自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)合適的自適應(yīng)律實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)可調(diào)模型中的參數(shù)，最終讓可調(diào)模型和參考模型的輸出一致，可變模型中的待估計(jì)參數(shù)就可以收斂到正確的估計(jì)值。本發(fā)明用發(fā)電機(jī)本身作為參考模型，電機(jī)運(yùn)行時(shí)實(shí)際的d、q軸電流作為參考模型的輸出，可變模型選取dq軸同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程，待估計(jì)參數(shù)為發(fā)電機(jī)的定子電感和轉(zhuǎn)子磁鏈。參考模型和可調(diào)模型的輸入都是dq軸同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的定子電壓u_d和u_q。

發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型可以用以下方程表示，輸入為定子電壓，輸出為定子電流：

式中：

式(4)即為永磁同步發(fā)電機(jī)的參考模型，將式(4)以估計(jì)值的形式表示，可以得到算法中的可調(diào)模型：

式中：

參考模型(4)與可調(diào)模型(5)做差，輸出的差值可以表示為：

即

式(7)可用下式來(lái)表示：

式(8)構(gòu)成了一個(gè)典型的反饋系統(tǒng)，其中：

根據(jù)Popov超穩(wěn)定性理論，如要是這個(gè)反饋系統(tǒng)保持穩(wěn)定，那么其中的非線性環(huán)節(jié)應(yīng)滿足下式：

其中，r_m是一個(gè)有限的正數(shù)，將e和W代入式(9)得：

上式可以做以下分解：

式中，r₁、r₂是有限的正數(shù)。

結(jié)合以上三式，式(9)可以表示為：

由以上分析可知，要使得此非線性時(shí)變反饋系統(tǒng)保持穩(wěn)定，只需要式(11)和(12)成立即可，由此求得可調(diào)模型電感和磁鏈的自適應(yīng)律如下：

其中：k_i1、k_i2、k_p1、k_p2是正的PI控制參數(shù)；和分別為MRAS辨識(shí)模型中的q軸和d軸電流。

2.3基于MRAS及Popov超穩(wěn)定性理論的渦簧箱參數(shù)辨識(shí)

渦簧箱轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和輸出扭矩所在的狀態(tài)方程可作為參考模型：

將上式中的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以待辨識(shí)值得符號(hào)表示，可得到可調(diào)模型如下：

將q軸電流i_q作為參考模型以及可調(diào)模型的輸入信號(hào)，轉(zhuǎn)速ω_r作為輸出信號(hào)。

參考模型(16)與可調(diào)模型(17)做差構(gòu)成一個(gè)典型反饋系統(tǒng)后，再結(jié)合Popov超穩(wěn)定性理論求取可調(diào)模型參數(shù)中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)律：

其中：和分別為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和轉(zhuǎn)矩的待辨識(shí)值；k_i3、k_i4、k_p3、k_p4是正的PI控制參數(shù)；是可調(diào)模型中發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度。

3.自適應(yīng)反步控制器設(shè)計(jì)

將辨識(shí)得到的電感磁鏈轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和代入永磁同步發(fā)電機(jī)在d-q 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的方程得：

在發(fā)電過(guò)程中，通過(guò)控制永磁同步發(fā)電機(jī)的速度實(shí)現(xiàn)MEES機(jī)組能量平緩釋放，為此，設(shè)置系統(tǒng)的控制目標(biāo)是速度跟蹤，則跟蹤誤差為

α＝ω_r-ω_r^*

(21)

假設(shè)參考速度ω^*二次可微。選擇α為虛擬狀態(tài)變量，構(gòu)成子函數(shù)，系統(tǒng)方程為

為了使速度跟蹤誤差趨于零，選擇i_q為虛擬控制函數(shù)，對(duì)于上式構(gòu)造如下Lyapunov函數(shù)

對(duì)上式求導(dǎo)得

為了使上式滿足dV₁/(dt)＜0，選擇如下虛擬控制函數(shù)：

其中：k₁為大于0的控制參數(shù)。那么式(24)可表示為

為了實(shí)現(xiàn)永磁同步發(fā)電機(jī)的完全解耦和速度跟蹤，可以選擇如下參考電流：

i_d^*＝0

(28)

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于電阻會(huì)隨著溫度、磁飽和、濕度等環(huán)境影響而發(fā)生變化，令其中為實(shí)時(shí)值，ΔR_s為電阻變化干擾，R_s為電阻初始值，是一個(gè)恒定常數(shù)。則：

為了實(shí)現(xiàn)電流跟蹤，選擇電流跟蹤誤差為虛擬誤差變量

β＝i_q-i_q^*

(29)

γ＝i_d-i_d^*

(30)

由α，β，γ可以組成新的系統(tǒng)。分別對(duì)式(29)和式(30)求導(dǎo)數(shù)，可得

對(duì)于新的子系統(tǒng)，構(gòu)造新的Lyapunov函數(shù)

式中，r_s＞0，是一個(gè)有限的正數(shù)。

對(duì)式(33)求導(dǎo)得：

上式中包含了系統(tǒng)的實(shí)際控制器u_d，u_q。為了使上式滿足dV₂/(dt)＜0，控制器u_d、u_q可取為

式中，k₁，k₂，k₃均大于0，描述電阻變化的自適應(yīng)律為：

將式(35)、(36)和(37)代入式(34)可得

由此，可以通過(guò)控制器(35)和(36)以及自適應(yīng)律(37)抑制電阻、電感、磁鏈、輸入轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)性能的干擾，保證系統(tǒng)較強(qiáng)的魯棒性。實(shí)施例子

對(duì)提出的控制方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。永磁同步發(fā)電機(jī)有關(guān)參數(shù)為：R_s＝1.75Ω， n_p＝10，D＝0.005N/rad/s，L_s＝0.021H；渦簧參數(shù)為：J＝0.1+0.4t/60(kg·m²)，T_b＝50-40t/60(N.m)；

控制參數(shù)為：k_i1＝0.1，k_i2＝0.2，k_p1＝1，k_p2＝2；k_i3＝0.1，k_i4＝0.01，k_p3＝0.1，k_p4＝0.01；k₁＝100，k₂＝10，k₃＝50；控制目標(biāo)為電機(jī)轉(zhuǎn)速ω_r＝300r/min，定子d 軸電流i_dref＝0；基于本發(fā)明提出的非線性控制方法，設(shè)計(jì)的MRAS辨識(shí)算法為：

其中，和分別為電感和磁鏈的待辨識(shí)值；和分別為MRAS辨識(shí)模型中的q軸和d軸電流，t為辨識(shí)時(shí)間，也是外力矩的作用時(shí)間。

設(shè)計(jì)的自適應(yīng)反步控制器為：

描述電阻擾動(dòng)的自適應(yīng)律為：

式中，α＝ω_r-ω_r^*，β＝i_q-i_q^*，γ＝i_d-i_d^*。

利用Matlab軟件進(jìn)行數(shù)值仿真，仿真步長(zhǎng)取Δt＝0.001s，選取系統(tǒng)初始條件為：x(0)＝[0 0 0]，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在理論值的基礎(chǔ)上加10％的白噪聲。仿真結(jié)果如圖2至圖8。圖2、圖3、圖4和圖5表明本發(fā)明設(shè)計(jì)的MRAS辨識(shí)算法能夠較為準(zhǔn)確的辨識(shí)發(fā)電機(jī)參數(shù)，動(dòng)力源轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；圖6是電機(jī)輸出 軸的轉(zhuǎn)速ω_r，基本恒定于300r/min，圖6表明在內(nèi)外部干擾下，本發(fā)明設(shè)計(jì)的魯棒反步控制器能夠保證永磁同步發(fā)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速穩(wěn)定；圖7表明永磁同步發(fā)電機(jī)輸出的q軸電流i_q隨著發(fā)電過(guò)程中渦簧扭矩的輸出不斷減小，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩能夠迅速匹配上外部轉(zhuǎn)矩；圖8表明永磁同步發(fā)電機(jī)輸出的d軸電流i_d，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于參考值i_dref＝0的跟蹤。仿真結(jié)果說(shuō)明，在外部參數(shù)時(shí)變、內(nèi)部參數(shù)存在不確定性的情況下，設(shè)計(jì)的控制器能夠讓閉環(huán)系統(tǒng)很快地實(shí)現(xiàn)對(duì)參考信號(hào)的漸進(jìn)跟蹤，因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)的魯棒控制器特性良好，作用有效。