技术特征：
1.一种基于非奇异快速终端滑模的变桨控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤s1、将气动载荷非线性模型在稳态工作点附近进行线性化，构建风机线性化模型；步骤s2、基于风轮转速ω、叶片根部载荷m
yi
和叶片方位的控制输入，采用非奇异快速终端滑模nftsm控制器对风机进行功率控制和载荷协同控制，得到每个风机浆叶的桨距角。2.根据权利要求1所述的一种基于非奇异快速终端滑模的变桨控制方法，其特征在于，所述步骤s1中的风机线性化模型为：其中，ω为风轮转速，b为等效阻尼系数，t
g
为发电机转矩，j为总的风轮转动惯量，m
tilt
为倾覆力矩，m
yaw
为偏航力矩；β
icm
和u
icm
分别为变换到轮毂固定坐标系上的第个i叶片对应的桨距角和风速，x
fa
为塔架顶部前后方向位移，r
b
为风轮半径，h为塔架高度；h
mx
、h
mz
和k
mx
、k
mz
分别为叶片根部弯矩对风速和桨距角的导数，下标m
x
表示为塔筒前后弯曲力矩，下标m
z
表示为叶根挥舞力矩。3.根据权利要求1所述的一种基于非奇异快速终端滑模的变桨控制方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：所述功率控制具体为：以风轮转速ω为输入信号，并与转速参考信号ω
*
做差得到误差信号给到nftsm转速控制器，得到一个桨距角输出信号β
1cm
；所述载荷控制具体为：以叶片根部载荷m
yi
和叶片方位作为输入，经过变换得到轮毂固定坐标系下的倾覆力矩m
tilt
和偏航力矩m
yaw
，并于分别与倾覆力矩参考信号m
*tilt
和偏航力矩参考信号m
*yaw
做差得到误差信号，分别给到nftsm倾覆力矩控制器以及nftsm偏航力矩控制器，得到桨距角输出信号β
2cm
和β
3cm
，并将这两个信号经过逆变换得到叶片旋转坐标系下的桨距角信号δβ
i
(i＝1,2,3)，最终得到第i个桨叶的桨距角为β
i*
＝δβ
i
+β
1cm
(i＝1,2,3)。4.根据权利要求3所述的一种基于非奇异快速终端滑模的变桨控制方法，其特征在于，所述载荷控制中的变换为coleman变换。5.根据权利要求3所述的一种基于非奇异快速终端滑模的变桨控制方法，其特征在于，所述非奇异快速终端滑模nftsm控制器的滑模面为：其中，e为系统状态误差，系数α>0，γ>0，a/b>1，m、n为正奇数，且满足2>m/n>1。6.根据权利要求5所述的一种基于非奇异快速终端滑模的变桨控制方法，其特征在于，所述nftsm转速控制器具体为：nftsm转速控制器的滑模面为：其中，e为系统状态误差，系数α>0，γ>0，a/b>1，m、n为满足2>m/n>1的正奇数；
nftsm转速控制器的滑模控制律为：其中，h(s
ω
)为双曲正切函数，表达式为h(s
ω
)＝tanh(s
ω
)；η>0；ω
*
表示参考的转速。7.根据权利要求5所述的一种基于非奇异快速终端滑模的变桨控制方法，其特征在于，所述nftsm倾覆力矩控制器具体为：nftsm倾覆力矩控制器的滑模面为：其中，e为系统状态误差，系数α>0，γ>0，a/b>1，m、n为满足2>m/n>1的正奇数；nftsm倾覆力矩控制器的滑模面控制律为：其中，为双曲正切函数，表达式为η>0；表示参考的倾覆力矩。8.根据权利要求5所述的一种基于非奇异快速终端滑模的变桨控制方法，其特征在于，所述nftsm偏航力矩控制器具体为：nftsm偏航力矩控制器的滑模面为：其中，e为系统状态误差，系数α>0，γ>0，a/b>1，m、n为正奇数，且满足2>m/n>1；nftsm偏航力矩控制器的滑模面控制律为：其中，为双曲正切函数，表达式为为双曲正切函数，表达式为η>0；表示参考的偏航力矩。9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～8任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的方法。
技术总结
本发明涉及一种基于非奇异快速终端滑模的变桨控制方法，该方法包括以下步骤：步骤S1、将气动载荷非线性模型在稳态工作点附近进行线性化，构建风机线性化模型；步骤S2、基于风轮转速ω、叶片根部载荷M
技术研发人员：洪炫宇 李建国 陈殿辉
受保护的技术使用者：上海电机学院
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/4/15