CN103490691A - 基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统，其特征在于它包括风电机组、测试仪和带混沌控制程序的上位机；其混沌控制方法包括：定时时间采集、信号检测、数据处理、混沌判断及控制；其优越性在于：①硬件装置简单、实用；②可靠性高；③高测量精度；④具有较高的实用价值；⑤大幅降低维护成本。

Description

基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统及方法

（一）技术领域：

本发明属于风力发电机的控制技术领域，特别是一种基于自抗扰技术的永磁直驱式风力发电机中混沌运行状态的控制方法。

（二）背景技术：

实际运行中的风力发电机系统中，不规则运动时有发生。这种现象由来已久，因电机传动系统是典型的多变量、强耦合的非线性系统，在一定的参数及工作条件下，系统会产生混沌运动。主要表现为转矩与转速的低频振荡、系统不规则的电磁噪声、控制性能的不稳定等。混沌的存在，影响了系统运行的质量和可靠性，而永磁直驱式风电机组的安全可靠运行直接影响与其互联电网的稳定负荷合理分配及电网供电质量。因此，提高永磁直驱式风力发电机组的运行可靠性，对保障电网的安全优质运行和提高系统经济性具有重大作用。

（三）发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统及方法，它可以克服现有技术的不足，是一种无需建立精确的数学模型、对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的鲁棒性的方法，且结构简单，容易实现。

本发明的技术方案：一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统，其特征在于它包括风电机组、测试仪和带混沌控制程序的上位机；其中，所述测试仪采集风电机组的信号，与带混沌自抗扰控制器的上位机呈双向连接。

所述测试仪是由信号采集与调理单元、A/D转换电路单元、单片机、USB接口电路单元、数据存储电路单元和定时电路单元构成；其中，所述信号采集与调理单元采集风电机组的信号，其输出端连接A/D转换电路单元的输入端；所述单片机与A/D转换电路单元、USB接口电路单元、数据存储电路单元和定时电路单元分别呈双向连接；所述USB接口电路单元与带混沌自抗扰控制器的上位机呈双向连接。

所述信号采集与调理电路单元采集的风电机组的信号是风力发电机组齿轮箱驱动侧轴承温度信号、风力发电机绕组最大温度信号、风力发电机转子平均转速信号和风力发电机有功功率参数信号。

所述信号采集与调理电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，电容C1、电容C2，稳压管DW、运算放大器A1、运算放大器A2组成；其中，输入信号经电阻R1与A1的正相输入端相接，经电阻R2接地，且A1的正相输入端经电容C1接地，A1的负相输入端与其输出端相连，其输出端经电阻R3与A2的正相输入端连接；所述运算放大器A2的正相输入端经过电阻R4采集参考电压Uref，其负相输入端与输出端相连，其输出端经电阻R5与A/D转换电路的输入端相接；所述A/D转换电路的输入端经电容C2和稳压管DW接地。

所述数据采集卡为研华公司的PCI-171112位多功能数据采集卡，具有16路单端模拟量输入，8个数据信号通道，带有一个自动通道/增益扫描电路，采样时自动控制多路选通开关。

所述A/D转换电路由转换芯片和外围电路构成；其中所述转换芯片是采用CMOS工艺、片内有三态数据输出锁存器，输入方式为单通道，转换时间为100μs，电源电压为+5V的逐次逼近型8位转换芯片ADC0804；所述转换芯片ADC0804包含管脚DB0、管脚DB1、管脚DB2、管脚DB3、管脚DB4、管脚DB5、管脚DB6、管脚DB7、管脚/WR、管脚/RD、管脚/CS、管脚VIN(+)、管脚VIN(-)、管脚CLK-IN、管脚CLK-R和管脚Vref/2；所述转换芯片依管脚DB0、管脚DB1、管脚DB2、管脚DB3、管脚DB4、管脚DB5、管脚DB6、管脚DB7、管脚/WR、管脚/RD、管脚/CS与单片机芯片呈等待延时方式连接。

所述外围电路是由电容C28、电阻R32、两个电阻R33、电容C29、电源VCC组成；所述管脚VIN(+)经电容C28和一个电阻R33接收信号调理电路处理后的信号；所述管脚VIN(-)连接电容C28与该电阻R33的连接点，且共同接地，采取差动电压模拟输入方式；所述管脚CLK-R经另一电阻R33和电容C29接地，管脚CLK-IN连接该电阻R33和电容C29的连接点；所述管脚Vref/2经电阻R32接电源VCC。

所述单片机采用Atmel公司的AT89S52。

所述数据存储电路采用Dallas公司的DS1225芯片。

所述USB接口电路采用南京沁恒电子的CH372芯片。

所述定时电路采用带有看门狗的PIC16F716器件。

所述带混沌自抗扰控制器的上位机中的混沌自抗扰控制器是由非线性跟踪微分器TD（TrackingDifferentiator，TD）单元、扩张状态观测器ESO（ExtendedStateObserver，ESO）单元、非线性误差反馈控制律NLSEF（Non-linearStateErrorFeedbackLaw，NLSEF）单元以及控制对象单元构成；所述非线性跟踪微分器TD单元采集永磁直驱式风力发电机的转子转速，其输出端与非线性误差反馈控制律NLSEF单元的输入端连接；所述非线性误差反馈控制律NLSEF单元的输入端接收非线性跟踪微分器TD单元的输出端和扩张状态观测器ESO单元的输出端发出的信号之和；所述扩张状态观测器ESO单元的输入端采集永磁直驱式风力发电机的输出端信号，其输出端输出的信号与非线性误差反馈控制律NLSEF单元的输出信号叠加后输送给永磁直驱式风力发电机，同时叠加信号还要输送给扩张状态观测器ESO单元。

一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制方法，其特征在于它是由以下步骤所构成：

⑴定时电路单元设置采集间隔定时时间，由信号采集与调理电路单元来实时采集风电机组齿轮箱驱动侧轴承温度、发电机绕组最大温度，转子平均转速和发电机有功功率信号；

⑵步骤⑴中采集的信号经过信号采集与调理电路单元和A/D转换电路单元进行滤波、自校准处理，并通过单片机将机组齿轮箱驱动侧轴承温度、发电机绕组最大温度，转子平均转速和发电机有功功率参数输入到数据存储电路单元中；

⑶通过USB接口电路将步骤⑵处理后的风电机组齿轮箱驱动侧轴承温度、发电机绕组最大温度，转子平均转速和发电机有功功率数据传输到带混沌自抗扰控制器的上位机中；

⑷应用上位机中的混沌自抗扰控制器进行参数计算和处理。

所述步骤⑷中的混沌自抗扰控制器的工作方法采用的是自抗扰控制方法，包括以下步骤：

①对永磁直驱式风力发电机建立混沌模型：永磁直驱式风力发电机的机械方程如下：

$\begin{array}{c}\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=\frac{1}{J}(T_m-\mathrm{B\ω}-T_e)\\ \stackrel{\·}{i_d}=-\frac{1}{L}{R}_a{i}_d+\mathrm{\ω}{n}_p{i}_q-\frac{1}{L}{u}_d\\ \stackrel{\·}{i_q}=-\frac{1}{L}{R}_a{i}_q-\mathrm{\ω}{n}_p{i}_d-\frac{1}{L}{u}_q+\frac{1}{L}\mathrm{\ω}{n}_p{\mathrm{\ψ}}_f\end{array}---\left(a\right)$

其中，ω表示风机的转子转速，J为风电系统的转动惯性系数，T_m表示风对风轮机产生的驱动转矩，且

P_m=ρπr²C_p(λ,β)v³/2，P_m是风在风轮机上产生的机械功率，ρ为空气密度，r风力机转子半径，v为风速，C_p(λ,β)为功率系数，β为桨距角，λ为叶尖速比；B代表摩擦系数，T_e为发电机输出的电磁转矩。i_d,i_q为发电机d,q轴的电流分量，L为自感，R_a为定子绕组，u_d,u_q分别为发电机d,q轴的电压分量，ψ_f为转子磁极磁链。

对以上参数定义 $\tilde{t}=\frac{t}{\mathrm{\τ}},x_1=\mathrm{\ω}{\tilde{n}}_p=\mathrm{\ω}{n}_p\mathrm{\τ},x_2=\widetilde{i_d}=\frac{i_d}{k},x_3=\widetilde{i_q}=\frac{i_q}{k},$ 其中，为时间常数,

为TD增益，n_p为极对数，此机械方程（a）转化为类似Lorenz系统的结构：

$\begin{array}{c}\stackrel{\·}{x_1}=-\mathrm{\σ}(x_1+x_3)+\widetilde{T_m}\\ \stackrel{\·}{x_2}=-x_2+x_1{x}_3-\widetilde{u_d}\\ \stackrel{\·}{x_3}=-x_3-x_1{x}_2+{\mathrm{\γx}}_1-\widetilde{u_q}\end{array}---\left(b\right)$

此处， $\mathrm{\σ}=\frac{\mathrm{B\τ}}{J},\widetilde{T_m}=\frac{{\mathrm{\τ}}^2{n}_p}{J}{T}_m,\widetilde{u_d}=\frac{1}{R_{a}k}{u}_d,\mathrm{\γ}=\frac{{\mathrm{\ψ}}_f}{\mathrm{kL}},\widetilde{u_q}=\frac{1}{R_{a}k}{u}_q;$ x₁,x₂,x₃分别为系统期望转速、d轴电流与q轴电流；σ、γ为电机的系统参数。受转子转速以及发电设备的最大出力的约束，为了模型简化，另结构（b）中的然后，对无外部输入系统进行观测器设计，在控制混沌的同时确保能实现最大功率跟踪，此时，永磁式风力发电系统的方程为：

$\begin{array}{c}\stackrel{\·}{x_1}=-\mathrm{\σ}(x_1+x_3)\\ \stackrel{\·}{x_2}=-x_2+x_1{x}_3\\ \stackrel{\·}{x_3}=-x_3-x_1{x}_2+{\mathrm{\γx}}_1\end{array}---\left(c\right)$

对系统方程（c）进行如下坐标变换：

$\begin{array}{c}{y}_1=x_1\\ y_2=\stackrel{\·}{x_1}\\ y_3=\stackrel{\·\·}{x_1}=g\left(x_{1,}{x}_2{,x}_3\right)\end{array}---\left(d\right)$

此处 $g(x_1,x_2{,x}_3)=\frac{\∂\stackrel{\·}{x_1}}{\∂x_1}\stackrel{\·}{x_1}+\frac{\∂\stackrel{\·}{x_1}}{{\∂x}_2}\stackrel{\·}{x_2}+\frac{\∂\stackrel{\·}{x_1}}{{\∂x}_3}\stackrel{\·}{x_3},$ 新坐标系下永磁直驱式风力发电机的动态方程为：

$\begin{array}{c}\stackrel{\·}{y_1}=y_2\\ \stackrel{\·}{y_2}=y_3\\ \stackrel{\·}{y_3}=\frac{\∂g(x_1,x_2,x_3)}{\∂x_1}\stackrel{\·}{x_1}+\frac{\∂(x_1,x_2,x_3)}{{\∂x}_2}\stackrel{\·}{x_2}+\frac{\∂(x_1,x_2,x_3)}{{\∂x}_3}\stackrel{\·}{x_3}\end{array}---\left(e\right)$

变换后的系统方程（e），符合ESO的设计形式，考虑到

较复杂，将其视为被扩张的状态，以系统输出y和输入u来跟踪估计系统状态和扰动，系统（e）的ESO设计如下：

$\begin{array}{c}{e}_1=z_1-y,{\mathrm{fe}}_1=\mathrm{fal}(e,{\mathrm{\α}}_{01},\mathrm{\δ}),{\mathrm{fe}}_2=\mathrm{fal}(e,{\mathrm{\α}}_{02},\mathrm{\δ}),\\ {\mathrm{fe}}_3=\mathrm{fal}(e,{\mathrm{\α}}_{03},\mathrm{\δ})\\ \stackrel{\·}{z_1}=z_2-{\mathrm{\β}}_{01}{\mathrm{fe}}_1\\ \stackrel{\·}{z_2}{{=z}_3-{\mathrm{\β}}_{02}\mathrm{fe}}_2\\ \stackrel{\·}{z_3}=-{\mathrm{\β}}_{03}{\mathrm{fe}}_3\end{array}---\left(f\right)$

e为ESO估计的输出误差，z₁,z₂,z₃为ESO的输出，fe₁,fe₂,fe₃是关于e的非线性函数，α为可调参数，通常取0<α<1，δ为黏性参数，取0.001，β₀₁,β₀₂,β₀₃为增益参数，fal为非线性函数；

②基于ESO良好的跟踪特性，设计自抗扰控制器，将

作为系统方程（c）的控制量，电机混沌系统方程可写成：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}=-\mathrm{\&sigma;}(x_1+x_3)\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_2}=-x_2+x_1{x}_3\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_3}=-x_3-x_1{x}_2+\mathrm{\&gamma;}{x}_1-\widetilde{u_q}\\ y=x_1\end{array}---\left(g\right)$

将x₁选为输出量，对系统（7）进行坐标变换可得：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{y_1}=y_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{y_2}=y_3+u\\ \stackrel{\&CenterDot;}{y_3}=\frac{\&PartialD;g(x_1,x_2,x_3)}{\&PartialD;x_1}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}+\frac{\&PartialD;(x_1,x_2,x_3)}{{\&PartialD;x}_2}\stackrel{\&CenterDot;}{x_2}+\frac{\&PartialD;(x_1,x_2,x_3)}{{\&PartialD;x}_3}\stackrel{\&CenterDot;}{x_3}\end{array}---\left(h\right)$

此时的控制量为u，控制器中跟踪微分器（TD）可设计成如下形式：

$\begin{array}{c}{f}_s=-{\mathrm{\&zeta;}}^2(v_1-v)-2\mathrm{\&gamma;}{v}_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{v_1}=v_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{v_2}=f_s\end{array}---\left(i\right)$

v为参考输入，v₁,v₂分别为经过非线性TD处理后的参考输入及其微分值，ζ为过渡过程参数，此跟踪微分器可快速跟踪输入信号；

扩张状态观测器（ESO）可设计为：

$\begin{array}{c}{e}_1=z_1-y,{\mathrm{fe}}_1=\mathrm{fal}(e,0.5,\mathrm{\&delta;}),{\mathrm{fe}}_2=\mathrm{fal}(e,0.25,\mathrm{\&delta;}),\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_1}=z_2-{\mathrm{\&beta;}}_{01}{\mathrm{fe}}_1\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_2}{{=z}_3-{\mathrm{\&beta;}}_{02}\mathrm{fe}}_2+u\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_3}=-{\mathrm{\&beta;}}_{03}{\mathrm{fe}}_3\end{array}---\left(j\right)$

最后，控制器可设计为：

$\begin{array}{c}{e}_1=v_1-z_1\\ e_2=v_2-z_2\\ u=u_0-z_3\\ u_0={\mathrm{\&beta;}}_1{e}_1+{\mathrm{\&beta;}}_2{e}_2\end{array}---\left(k\right)$

β₁,β₂表示反馈增益，将其代入方程（h）中，相关参数选取如下所示：r=1.0,β₀₁=10000,β₀₂=80000,β₀₃=300,β₁=30000,β₁=1，PD控制器实现u₀输出控制，进而实现了风电系统的混沌自抗扰控制。

本发明的工作原理：

永磁直驱式风力发电机组系统是一个复杂的多维非线性系统，当风速较低，接近于直驱型风力发电机的临界速度时，系统将处于混沌运动状态，风力发电机组的输出功率，电压等参量将会出现振荡，这势必会严重危害机组的稳定工作以及危机电网，甚至导致电机系统的崩溃.对于具有不确定参数和外部干扰的永磁直驱式风力发电机系统，采用自抗扰控制方法来设计一个控制器。

首先，对PMSG系统实时获取的数据进行分析，通过扩张状态观测器的设计，来检测PMSG系统中的混沌现象，确保一旦混沌产生，ESO能迅速准确识别，基于ESO的良好跟踪特性，设计自抗扰控制器（遵循一般的设计思路），选取v为参考输入，v₁,v₂分别为经过非线性TD处理后的参考输入及其微分值，将二者与ESO的输出z₁,z₂的差值作为非线性误差反馈控制律的输入，其输出与ESO的观测值v₃的差作为输入为PMSG所要达到的设定值，从而实现对混沌的控制。

本发明的优越性在于：①硬件装置简单、实用；②掉电后数据自动保护，混沌实时检测不间断，可靠性高；③高测量精度；④系统的实时性可靠性高；⑤该系统能满足风电机组状态监测、过渡过程研究、故障诊断及控制等方面的要求,具有较高的实用价值；⑥利用自抗扰控制方法对其混沌行为进行控制，避免和减轻了严重的设备损坏，确定合理的维护时间和方案，从而达到大幅降低维护成本的目的。

（四）附图说明：

图1为本发明所涉一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统的整体结构框图。

图2为本发明所涉一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统中信号调理电路单元的电路结构示意图。

图3为本发明所涉一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统中A/D转换接口电路单元的电路结构示意图。

图4为本发明所涉一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统中的数据存储单元DS1225芯片的结构示意图。

图5为本发明所涉一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统中的接口电路CH372芯片的结构示意图。

图6为本发明所涉一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统中混沌自抗扰控制器的结构示意图。

（五）具体实施方式：

实施例：一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统（见图1），其特征在于它包括风电机组、测试仪和带混沌控制程序的上位机；其中，所述测试仪采集风电机组的信号，与带混沌自抗扰控制器的上位机呈双向连接。

所述测试仪（见图1）是由信号采集与调理单元、A/D转换电路单元、单片机、USB接口电路单元、数据存储电路单元和定时电路单元构成；其中，所述信号采集与调理单元采集风电机组的信号，其输出端连接A/D转换电路单元的输入端；所述单片机与A/D转换电路单元、USB接口电路单元、数据存储电路单元和定时电路单元分别呈双向连接；所述USB接口电路单元与带混沌自抗扰控制器的上位机呈双向连接。

所述信号采集与调理电路单元采集的风电机组的信号是风力发电机组齿轮箱驱动侧轴承温度信号、风力发电机绕组最大温度信号、风力发电机转子平均转速信号和风力发电机有功功率参数信号。

所述信号采集与调理电路（见图2）由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，电容C1、电容C2，稳压管DW、运算放大器A1、运算放大器A2组成；其中，输入信号经电阻R1与A1的正相输入端相接，经电阻R2接地，且A1的正相输入端经电容C1接地，A1的负相输入端与其输出端相连，其输出端经电阻R3与A2的正相输入端连接；所述运算放大器A2的正相输入端经过电阻R4采集参考电压Uref，其负相输入端与输出端相连，其输出端经电阻R5与A/D转换电路的输入端相接；所述A/D转换电路的输入端经电容C2和稳压管DW接地。

所述数据采集卡为研华公司的PCI-1711 12位多功能数据采集卡，具有16路单端模拟量输入，8个数据信号通道，带有一个自动通道/增益扫描电路，采样时自动控制多路选通开关。

所述A/D转换电路（见图3）由转换芯片和外围电路构成；其中所述转换芯片是采用CMOS工艺、片内有三态数据输出锁存器，输入方式为单通道，转换时间为100μs，电源电压为+5V的逐次逼近型8位转换芯片ADC0804；所述转换芯片ADC0804包含管脚DB0、管脚DB1、管脚DB2、管脚DB3、管脚DB4、管脚DB5、管脚DB6、管脚DB7、管脚/WR、管脚/RD、管脚/CS、管脚VIN(+)、管脚VIN(-)、管脚CLK-IN、管脚CLK-R和管脚Vref/2；所述转换芯片依管脚DB0、管脚DB1、管脚DB2、管脚DB3、管脚DB4、管脚DB5、管脚DB6、管脚DB7、管脚/WR、管脚/RD、管脚/CS与单片机芯片呈等待延时方式连接。

所述外围电路（见图3）是由电容C28、电阻R32、两个电阻R33、电容C29、电源VCC组成；所述管脚VIN(+)经电容C28和一个电阻R33接收信号调理电路处理后的信号；所述管脚VIN(-)连接电容C28与该电阻R33的连接点，且共同接地，采取差动电压模拟输入方式；所述管脚CLK-R经另一电阻R33和电容C29接地，管脚CLK-IN连接该电阻R33和电容C29的连接点；所述管脚Vref/2经电阻R32接电源VCC。

所述单片机采用Atmel公司的AT89S52。

所述数据存储电路（见图4）采用Dallas公司的DS1225芯片。

所述USB接口电路（见图5）采用南京沁恒电子的CH372芯片。

所述定时电路采用带有看门狗的PIC16F716器件。

所述带混沌自抗扰控制器的上位机中的混沌自抗扰控制器（见图6）是由非线性跟踪微分器TD单元、扩张状态观测器ESO单元、非线性误差反馈控制律NLSEF单元以及控制对象单元构成；所述非线性跟踪微分器TD单元采集永磁直驱式风力发电机的转子转速，其输出端与非线性误差反馈控制律NLSEF单元的输入端连接；所述非线性误差反馈控制律NLSEF单元的输入端接收非线性跟踪微分器TD单元的输出端和扩张状态观测器ESO单元的输出端发出的信号之和；所述扩张状态观测器ESO单元的输入端采集永磁直驱式风力发电机的输出端信号，其输出端输出的信号与非线性误差反馈控制律NLSEF单元的输出信号叠加后输送给永磁直驱式风力发电机，同时叠加信号还要输送给扩张状态观测器ESO单元。

一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制方法，其特征在于它是由以下步骤所构成：

⑴定时电路单元设置采集间隔定时时间，由信号采集与调理电路单元来实时采集风电机组齿轮箱驱动侧轴承温度、发电机绕组最大温度，转子平均转速和发电机有功功率信号；

⑵步骤⑴中采集的信号经过信号采集与调理电路单元和A/D转换电路单元进行滤波、自校准处理，并通过单片机将机组齿轮箱驱动侧轴承温度、发电机绕组最大温度，转子平均转速和发电机有功功率参数输入到数据存储电路单元中；

⑶通过USB接口电路将步骤⑵处理后的风电机组齿轮箱驱动侧轴承温度、发电机绕组最大温度，转子平均转速和发电机有功功率数据传输到带混沌自抗扰控制器的上位机中；

⑷应用上位机中的混沌自抗扰控制器进行参数计算和处理。

所述步骤⑷中的混沌自抗扰控制器的工作方法采用的是自抗扰控制方法，包括以下步骤：

①对永磁直驱式风力发电机建立混沌模型：永磁直驱式风力发电机的机械方程如下：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&omega;}}=\frac{1}{J}(T_m-\mathrm{B\&omega;}-T_e)\\ \stackrel{\&CenterDot;}{i_d}=-\frac{1}{L}{R}_a{i}_d+\mathrm{\&omega;}{n}_p{i}_q-\frac{1}{L}{u}_d\\ \stackrel{\&CenterDot;}{i_q}=-\frac{1}{L}{R}_a{i}_q-\mathrm{\&omega;}{n}_p{i}_d-\frac{1}{L}{u}_q+\frac{1}{L}\mathrm{\&omega;}{n}_p{\mathrm{\&psi;}}_f\end{array}---\left(a\right)$

其中，ω表示风机的转子转速，J为风电系统的转动惯性系数，T_m表示风对风轮机产生的驱动转矩，且

P_m=ρπr²C_p(λ,β)v³/2，P_m是风在风轮机上产生的机械功率，ρ为空气密度，r风力机转子半径，v为风速，C_p(λ,β)为功率系数，β为桨距角，λ为叶尖速比；B代表摩擦系数，T_e为发电机输出的电磁转矩。i_d,i_q为发电机d,q轴的电流分量，L为自感，R_a为定子绕组，u_d,u_q分别为发电机d,q轴的电压分量，ψ_f为转子磁极磁链。

对以上参数定义 $\tilde{t}=\frac{t}{\mathrm{\&tau;}},x_1=\mathrm{\&omega;}{\tilde{n}}_p=\mathrm{\&omega;}{n}_p\mathrm{\&tau;},x_2=\widetilde{i_d}=\frac{i_d}{k},x_3=\widetilde{i_q}=\frac{i_q}{k},$ 其中，为时间常数,

为TD增益，n_p为极对数，此机械方程（a）转化为类似Lorenz系统的结构：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}=-\mathrm{\&sigma;}(x_1+x_3)+\widetilde{T_m}\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_2}=-x_2+x_1{x}_3-\widetilde{u_d}\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_3}=-x_3-x_1{x}_2+{\mathrm{\&gamma;x}}_1-\widetilde{u_q}\end{array}---\left(b\right)$

此处， $\mathrm{\&sigma;}=\frac{\mathrm{B\&tau;}}{J},\widetilde{T_m}=\frac{{\mathrm{\&tau;}}^2{n}_p}{J}{T}_m,\widetilde{u_d}=\frac{1}{R_{a}k}{u}_d,\mathrm{\&gamma;}=\frac{{\mathrm{\&psi;}}_f}{\mathrm{kL}},\widetilde{u_q}=\frac{1}{R_{a}k}{u}_q;$ x₁,x₂,x₃分别为系统期望转速、d轴电流与q轴电流；σ、γ为电机的系统参数。受转子转速以及发电设备的最大出力的约束，为了模型简化，另结构（b）中的然后，对无外部输入系统进行观测器设计，在控制混沌的同时确保能实现最大功率跟踪，此时，永磁式风力发电系统的方程为：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}=-\mathrm{\&sigma;}(x_1+x_3)\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_2}=-x_2+x_1{x}_3\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_3}=-x_3-x_1{x}_2+{\mathrm{\&gamma;x}}_1\end{array}---\left(c\right)$

对系统方程（c）进行如下坐标变换：

$\begin{array}{c}{y}_1=x_1\\ y_2=\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}\\ y_3=\stackrel{\&CenterDot;\&CenterDot;}{x_1}=g\left(x_{1,}{x}_2{,x}_3\right)\end{array}---\left(d\right)$

此处 $g(x_1,x_2{,x}_3)=\frac{\&PartialD;\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}}{\&PartialD;x_1}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}+\frac{\&PartialD;\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}}{{\&PartialD;x}_2}\stackrel{\&CenterDot;}{x_2}+\frac{\&PartialD;\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}}{{\&PartialD;x}_3}\stackrel{\&CenterDot;}{x_3},$ 新坐标系下永磁直驱式风力发电机的动态方程为：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{y_1}=y_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{y_2}=y_3\\ \stackrel{\&CenterDot;}{y_3}=\frac{\&PartialD;g(x_1,x_2,x_3)}{\&PartialD;x_1}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}+\frac{\&PartialD;(x_1,x_2,x_3)}{{\&PartialD;x}_2}\stackrel{\&CenterDot;}{x_2}+\frac{\&PartialD;(x_1,x_2,x_3)}{{\&PartialD;x}_3}\stackrel{\&CenterDot;}{x_3}\end{array}---\left(e\right)$

变换后的系统方程（e），符合ESO的设计形式，考虑到

较复杂，将其视为被扩张的状态，以系统输出y和输入u来跟踪估计系统状态和扰动，系统（e）的ESO设计如下：

$\begin{array}{c}{e}_1=z_1-y,{\mathrm{fe}}_1=\mathrm{fal}(e,{\mathrm{\&alpha;}}_{01},\mathrm{\&delta;}),{\mathrm{fe}}_2=\mathrm{fal}(e,{\mathrm{\&alpha;}}_{02},\mathrm{\&delta;}),\\ {\mathrm{fe}}_3=\mathrm{fal}(e,{\mathrm{\&alpha;}}_{03},\mathrm{\&delta;})\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_1}=z_2-{\mathrm{\&beta;}}_{01}{\mathrm{fe}}_1\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_2}{{=z}_3-{\mathrm{\&beta;}}_{02}\mathrm{fe}}_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_3}=-{\mathrm{\&beta;}}_{03}{\mathrm{fe}}_3\end{array}---\left(f\right)$

e为ESO估计的输出误差，z₁,z₂,z₃为ESO的输出，fe₁,fe₂,fe₃是关于e的非线性函数，α为可调参数，通常取0<α<1，δ为黏性参数，取0.001，β₀₁,β₀₂,β₀₃为增益参数，fal为非线性函数；

②基于ESO良好的跟踪特性，设计自抗扰控制器，将

作为系统方程（c）的控制量，电机混沌系统方程可写成：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}=-\mathrm{\&sigma;}(x_1+x_3)\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_2}=-x_2+x_1{x}_3\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_3}=-x_3-x_1{x}_2+\mathrm{\&gamma;}{x}_1-\widetilde{u_q}\\ y=x_1\end{array}---\left(g\right)$

将x₁选为输出量，对系统（7）进行坐标变换可得：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{y_1}=y_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{y_2}=y_3+u\\ \stackrel{\&CenterDot;}{y_3}=\frac{\&PartialD;g(x_1,x_2,x_3)}{\&PartialD;x_1}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}+\frac{\&PartialD;(x_1,x_2,x_3)}{{\&PartialD;x}_2}\stackrel{\&CenterDot;}{x_2}+\frac{\&PartialD;(x_1,x_2,x_3)}{{\&PartialD;x}_3}\stackrel{\&CenterDot;}{x_3}\end{array}---\left(h\right)$

此时的控制量为u，控制器中跟踪微分器（TD）可设计成如下形式：

$\begin{array}{c}{f}_s=-{\mathrm{\&zeta;}}^2(v_1-v)-2\mathrm{\&gamma;}{v}_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{v_1}=v_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{v_2}=f_s\end{array}---\left(i\right)$

v为参考输入，v₁,v₂分别为经过非线性TD处理后的参考输入及其微分值，ζ为过渡过程参数，此跟踪微分器可快速跟踪输入信号；

扩张状态观测器（ESO）可设计为：

$\begin{array}{c}{e}_1=z_1-y,{\mathrm{fe}}_1=\mathrm{fal}(e,0.5,\mathrm{\&delta;}),{\mathrm{fe}}_2=\mathrm{fal}(e,0.25,\mathrm{\&delta;}),\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_1}=z_2-{\mathrm{\&beta;}}_{01}{\mathrm{fe}}_1\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_2}{{=z}_3-{\mathrm{\&beta;}}_{02}\mathrm{fe}}_2+u\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_3}=-{\mathrm{\&beta;}}_{03}{\mathrm{fe}}_3\end{array}---\left(j\right)$

最后，控制器可设计为：

$\begin{array}{c}{e}_1=v_1-z_1\\ e_2=v_2-z_2\\ u=u_0-z_3\\ u_0={\mathrm{\&beta;}}_1{e}_1+{\mathrm{\&beta;}}_2{e}_2\end{array}---\left(k\right)$

β₁,β₂表示反馈增益，将其代入方程（h）中，相关参数选取如下所示：r=1.0,β₀₁=10000,β₀₂=80000,β₀₃=300,β₁=30000,β₁=1，PD控制器实现u₀输出控制，进而实现了风电系统的混沌自抗扰控制。

Claims (10)

1.一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统，其特征在于它包括风电机组、测试仪和带混沌控制程序的上位机；其中，所述测试仪采集风电机组的信号，与带混沌自抗扰控制器的上位机呈双向连接。

2.根据权利要求1所述一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统，其特征在于所述测试仪是由信号采集与调理单元、A/D转换电路单元、单片机、USB接口电路单元、数据存储电路单元和定时电路单元构成；其中，所述信号采集与调理单元采集风电机组的信号，其输出端连接A/D转换电路单元的输入端；所述单片机与A/D转换电路单元、USB接口电路单元、数据存储电路单元和定时电路单元分别呈双向连接；所述USB接口电路单元与带混沌自抗扰控制器的上位机呈双向连接。

3.根据权利要求2所述一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统，其特征在于所述信号采集与调理电路单元采集的风电机组的信号是风力发电机组齿轮箱驱动侧轴承温度信号、风力发电机绕组最大温度信号、风力发电机转子平均转速信号和风力发电机有功功率参数信号。

4.根据权利要求2所述一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统，其特征在于所述信号采集与调理电路单元由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，电容C1、电容C2，稳压管DW、运算放大器A1、运算放大器A2组成；其中，输入信号经电阻R1与A1的正相输入端相接，经电阻R2接地，且A1的正相输入端经电容C1接地，A1的负相输入端与其输出端相连，其输出端经电阻R3与A2的正相输入端连接；所述运算放大器A2的正相输入端经过电阻R4采集参考电压Uref，其负相输入端与输出端相连，其输出端经电阻R5与A/D转换电路的输入端相接；所述A/D转换电路的输入端经电容C2和稳压管DW接地。

5.根据权利要求2所述一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统，其特征在于所述A/D转换电路由转换芯片和外围电路构成；其中所述转换芯片是采用CMOS工艺、片内有三态数据输出锁存器，输入方式为单通道，转换时间为100μs，电源电压为+5V的逐次逼近型8位转换芯片ADC0804；所述转换芯片ADC0804包含管脚DB0、管脚DB1、管脚DB2、管脚DB3、管脚DB4、管脚DB5、管脚DB6、管脚DB7、管脚/WR、管脚/RD、管脚/CS、管脚VIN(+)、管脚VIN(-)、管脚CLK-IN、管脚CLK-R和管脚Vref/2；所述转换芯片依管脚DB0、管脚DB1、管脚DB2、管脚DB3、管脚DB4、管脚DB5、管脚DB6、管脚DB7、管脚/WR、管脚/RD、管脚/CS与单片机芯片呈等待延时方式连接。

6.根据权利要求5所述一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统，其特征在于所述外围电路是由电容C28、电阻R32、两个电阻R33、电容C29、电源VCC组成；所述管脚VIN(+)经电容C28和一个电阻R33接收信号调理电路处理后的信号；所述管脚VIN(-)连接电容C28与该电阻R33的连接点，且共同接地，采取差动电压模拟输入方式；所述管脚CLK-R经另一电阻R33和电容C29接地，管脚CLK-IN连接该电阻R33和电容C29的连接点；所述管脚Vref/2经电阻R32接电源VCC。

7.根据权利要求2所述一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统，其特征在于所述单片机采用Atmel公司的AT89S52；所述数据存储电路单元采用Dallas公司的DS1225芯片；所述USB接口电路单元采用南京沁恒电子的CH372芯片；所述定时电路单元采用带有看门狗的PIC16F716器件。

8.根据权利要求1所述一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制系统，其特征在于所述带混沌自抗扰控制器的上位机中的混沌自抗扰控制器是由非线性跟踪微分器TD单元、扩张状态观测器ESO单元、非线性误差反馈控制律NLSEF单元以及控制对象单元构成；所述非线性跟踪微分器TD单元采集永磁直驱式风力发电机的转子转速，其输出端与非线性误差反馈控制律NLSEF单元的输入端连接；所述非线性误差反馈控制律NLSEF单元的输入端接收非线性跟踪微分器TD单元的输出端和扩张状态观测器ESO单元的输出端发出的信号之和；所述扩张状态观测器ESO单元的输入端采集永磁直驱式风力发电机的输出端信号，其输出端输出的信号与非线性误差反馈控制律NLSEF单元的输出信号叠加后输送给永磁直驱式风力发电机，同时叠加信号还要输送给扩张状态观测器ESO单元。

9.一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制方法，其特征在于它是由以下步骤所构成：

⑴定时电路单元设置采集间隔定时时间，由信号采集与调理电路单元来实时采集风电机组齿轮箱驱动侧轴承温度、发电机绕组最大温度，转子平均转速和发电机有功功率信号；

⑵步骤⑴中采集的信号经过信号采集与调理电路单元和A/D转换电路单元进行滤波、自校准处理，并通过单片机将机组齿轮箱驱动侧轴承温度、发电机绕组最大温度，转子平均转速和发电机有功功率参数输入到数据存储电路单元中；

⑶通过USB接口电路将步骤⑵处理后的风电机组齿轮箱驱动侧轴承温度、发电机绕组最大温度，转子平均转速和发电机有功功率数据传输到带混沌自抗扰控制器的上位机中；

⑷应用上位机中的混沌自抗扰控制器进行参数计算和处理。

10.根据权利要求9所述一种基于自抗扰的永磁直驱式风力发电机混沌控制方法，其特征在于所述步骤⑷中的混沌自抗扰控制器的工作方法采用的是自抗扰控制方法，包括以下步骤：

①对永磁直驱式风力发电机建立混沌模型：永磁直驱式风力发电机的机械方程如下：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&omega;}}=\frac{1}{J}(T_m-\mathrm{B\&omega;}-T_e)\\ \stackrel{\&CenterDot;}{i_d}=-\frac{1}{L}{R}_a{i}_d+\mathrm{\&omega;}{n}_p{i}_q-\frac{1}{L}{u}_d\\ \stackrel{\&CenterDot;}{i_q}=-\frac{1}{L}{R}_a{i}_q-\mathrm{\&omega;}{n}_p{i}_d-\frac{1}{L}{u}_q+\frac{1}{L}\mathrm{\&omega;}{n}_p{\mathrm{\&psi;}}_f\end{array}---\left(a\right)$

其中，ω表示风机的转子转速，J为风电系统的转动惯性系数，T_m表示风对风轮机产生的驱动转矩，且

P_m=ρπr²C_p(λ,β)v³/2，P_m是风在风轮机上产生的机械功率，ρ为空气密度，r风力机转子半径，v为风速，C_p(λ,β)为功率系数，β为桨距角，λ为叶尖速比；B代表摩擦系数，T_e为发电机输出的电磁转矩。i_d,i_q为发电机d,q轴的电流分量，L为自感，R_a为定子绕组，u_d,u_q分别为发电机d,q轴的电压分量，ψ_f为转子磁极磁链；

对以上参数定义 $\tilde{t}=\frac{t}{\mathrm{\&tau;}},x_1=\mathrm{\&omega;}{\tilde{n}}_p=\mathrm{\&omega;}{n}_p\mathrm{\&tau;},x_2=\widetilde{i_d}=\frac{i_d}{k},x_3=\widetilde{i_q}=\frac{i_q}{k},$ 其中，

为时间常数,

为TD增益，n_p为极对数，此机械方程（a）转化为类似Lorenz系统的结构：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}=-\mathrm{\&sigma;}(x_1+x_3)+\widetilde{T_m}\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_2}=-x_2+x_1{x}_3-\widetilde{u_d}\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_3}=-x_3-x_1{x}_2+{\mathrm{\&gamma;x}}_1-\widetilde{u_q}\end{array}---\left(b\right)$

此处， $\mathrm{\&sigma;}=\frac{\mathrm{B\&tau;}}{J},\widetilde{T_m}=\frac{{\mathrm{\&tau;}}^2{n}_p}{J}{T}_m,\widetilde{u_d}=\frac{1}{R_{a}k}{u}_d,\mathrm{\&gamma;}=\frac{{\mathrm{\&psi;}}_f}{\mathrm{kL}},\widetilde{u_q}=\frac{1}{R_{a}k}{u}_q;$ x₁,x₂,x₃分别为系统期望转速、d轴电流与q轴电流；σ、γ为电机的系统参数；受转子转速以及发电设备的最大出力的约束，为了模型简化，另结构（b）中的然后，对无外部输入系统进行观测器设计，在控制混沌的同时确保能实现最大功率跟踪，此时，永磁式风力发电系统的方程为：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}=-\mathrm{\&sigma;}(x_1+x_3)\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_2}=-x_2+x_1{x}_3\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_3}=-x_3-x_1{x}_2+{\mathrm{\&gamma;x}}_1\end{array}---\left(c\right)$

对系统方程（c）进行如下坐标变换：

$\begin{array}{c}{y}_1=x_1\\ y_2=\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}\\ y_3=\stackrel{\&CenterDot;\&CenterDot;}{x_1}=g\left(x_{1,}{x}_2{,x}_3\right)\end{array}---\left(d\right)$

此处 $g(x_1,x_2{,x}_3)=\frac{\&PartialD;\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}}{\&PartialD;x_1}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}+\frac{\&PartialD;\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}}{{\&PartialD;x}_2}\stackrel{\&CenterDot;}{x_2}+\frac{\&PartialD;\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}}{{\&PartialD;x}_3}\stackrel{\&CenterDot;}{x_3},$ 新坐标系下永磁直驱式风力发电机的动态方程为：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{y_1}=y_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{y_2}=y_3\\ \stackrel{\&CenterDot;}{y_3}=\frac{\&PartialD;g(x_1,x_2,x_3)}{\&PartialD;x_1}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}+\frac{\&PartialD;(x_1,x_2,x_3)}{{\&PartialD;x}_2}\stackrel{\&CenterDot;}{x_2}+\frac{\&PartialD;(x_1,x_2,x_3)}{{\&PartialD;x}_3}\stackrel{\&CenterDot;}{x_3}\end{array}---\left(e\right)$

变换后的系统方程（e），符合ESO的设计形式，考虑到

较复杂，将其视为被扩张的状态，以系统输出y和输入u来跟踪估计系统状态和扰动，系统（e）的ESO设计如下：

$\begin{array}{c}{e}_1=z_1-y,{\mathrm{fe}}_1=\mathrm{fal}(e,{\mathrm{\&alpha;}}_{01},\mathrm{\&delta;}),{\mathrm{fe}}_2=\mathrm{fal}(e,{\mathrm{\&alpha;}}_{02},\mathrm{\&delta;}),\\ {\mathrm{fe}}_3=\mathrm{fal}(e,{\mathrm{\&alpha;}}_{03},\mathrm{\&delta;})\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_1}=z_2-{\mathrm{\&beta;}}_{01}{\mathrm{fe}}_1\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_2}{{=z}_3-{\mathrm{\&beta;}}_{02}\mathrm{fe}}_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_3}=-{\mathrm{\&beta;}}_{03}{\mathrm{fe}}_3\end{array}---\left(f\right)$

e为ESO估计的输出误差，z₁,z₂,z₃为ESO的输出，fe₁,fe₂,fe₃是关于e的非线性函数，α为可调参数，通常取0<α<1，δ为黏性参数，取0.001，β₀₁,β₀₂,β₀₃为增益参数，fal为非线性函数；

②基于ESO良好的跟踪特性，设计自抗扰控制器，将

作为系统方程（c）的控制量，电机混沌系统方程可写成：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}=-\mathrm{\&sigma;}(x_1+x_3)\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_2}=-x_2+x_1{x}_3\\ \stackrel{\&CenterDot;}{x_3}=-x_3-x_1{x}_2+\mathrm{\&gamma;}{x}_1-\widetilde{u_q}\\ y=x_1\end{array}---\left(g\right)$

将x₁选为输出量，对系统（7）进行坐标变换可得：

$\begin{array}{c}\stackrel{\&CenterDot;}{y_1}=y_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{y_2}=y_3+u\\ \stackrel{\&CenterDot;}{y_3}=\frac{\&PartialD;g(x_1,x_2,x_3)}{\&PartialD;x_1}\stackrel{\&CenterDot;}{x_1}+\frac{\&PartialD;(x_1,x_2,x_3)}{{\&PartialD;x}_2}\stackrel{\&CenterDot;}{x_2}+\frac{\&PartialD;(x_1,x_2,x_3)}{{\&PartialD;x}_3}\stackrel{\&CenterDot;}{x_3}\end{array}---\left(h\right)$

此时的控制量为u，控制器中跟踪微分器TD可设计成如下形式：

$\begin{array}{c}{f}_s=-{\mathrm{\&zeta;}}^2(v_1-v)-2\mathrm{\&gamma;}{v}_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{v_1}=v_2\\ \stackrel{\&CenterDot;}{v_2}=f_s\end{array}---\left(i\right)$

v为参考输入，v₁,v₂分别为经过非线性TD处理后的参考输入及其微分值，ζ为过渡过程参数，此跟踪微分器可快速跟踪输入信号；

扩张状态观测器ESO可设计为：

$\begin{array}{c}{e}_1=z_1-y,{\mathrm{fe}}_1=\mathrm{fal}(e,0.5,\mathrm{\&delta;}),{\mathrm{fe}}_2=\mathrm{fal}(e,0.25,\mathrm{\&delta;}),\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_1}=z_2-{\mathrm{\&beta;}}_{01}{\mathrm{fe}}_1\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_2}{{=z}_3-{\mathrm{\&beta;}}_{02}\mathrm{fe}}_2+u\\ \stackrel{\&CenterDot;}{z_3}=-{\mathrm{\&beta;}}_{03}{\mathrm{fe}}_3\end{array}---\left(j\right)$

最后，控制器可设计为：

$\begin{array}{c}{e}_1=v_1-z_1\\ e_2=v_2-z_2\\ u=u_0-z_3\\ u_0={\mathrm{\&beta;}}_1{e}_1+{\mathrm{\&beta;}}_2{e}_2\end{array}---\left(k\right)$

β₁,β₂表示反馈增益，将其代入方程（h）中，相关参数选取如下所示：r=1.0,β₀₁=10000,β₀₂=80000,β₀₃=300,β₁=30000,β₁=1，PD控制器实现u₀输出控制，进而实现了风电系统的混沌自抗扰控制。

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