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风力发电作为近十几年来发展最迅速的新能源发电形式,受到世界各国越来越广泛的重视。考虑到风力发电系统存在内部参数摄动、外部扰动、难以精确建模等问题,并且风能信号具有随机性、时变性和突变性等特点,研究了一种扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)与积分滑模控制相结合的抗扰控制方法。论文的主要研究工作如下:(1)引入弹性能量函数设计了非线性扩张状态观测器(Nonlinear Extended State Observer,NLESO)和滑模趋近律,分析了 NLESO 的收敛性,并分别基于Lyapunov原理和复频域理论对滑模控制器进行了稳定性分析。使用弹性能量函数构造NLESO,在保证观测性能的同时避免了微分峰值现象;滑模函数引入积分滑模进行设计,避免了有外扰情况下会带来的稳态误差;引入弹性能量函数设计滑模趋近律,消除了传统滑模控制中的高频抖振现象。(2)研究了 ESO与积分滑模控制相结合的抗扰控制方法。将ESO与滑模控制相结合,利用ESO良好的观测性能,对控制系统中的所有不确定因素进行估计和主动补偿,不仅解决了滑模控制的高频抖振问题,而且保证了系统的强抗扰性;对抗扰控制器参数采用自适应整定,避免了凭经验整定控制器参数的问题,并且加强了系统的鲁棒性。(3)针对永磁直驱风力发电系统,无论是永磁同步发电机,还是网侧变流器,都存在内部参数摄动、外部扰动等不确定因素,论文提出了一种将ESO与积分滑模控制相结合的抗扰控制方法。采用ESO对系统中所有不确定因素进行估计,只需知道系统的输入输出信息,不依赖于系统的数学模型;引入弹性能量函数设计滑模趋近律,消除了传统滑模控制中的高频抖振问题,并结合ESO,对总和扰动进行实时观测与前馈补偿,保证了系统良好的抗扰鲁棒性。仿真结果验证了该控制方法在风力发电系统抗扰控制中的有效性。该抗扰控制方法引入弹性能量函数设计ESO与滑模趋近律,并将自抗扰控制的核心部件ESO与积分滑模控制相结合,不仅响应速度快,控制精度高,而且抗扰鲁棒性良好,在风力发电系统抗扰控制领域具有较大的应用价值。