一人一梦图2基于ESO的复合终端滑模转子电流控制器原理框图
［5］
发电机参数（折算到定子侧）：额定功率为21kW，额定电压380V，额定频率50Hz，定子电阻Rs=0.6Ω，定子自感Ls=157mH，转子电阻Rr=
参考定理1的证明过程，选取李雅普诺
2
夫函数为Vd=0.5sd，则其对时间求导得
证明
k'?d=sdsV?d=sd－1sgn（sd）－（wd－z2）≤
Lr
[]
0.8Ω，转子自感Lr=157mH，互感Lm=153mH，
2转动惯量J=0.189kg·m，极对数np=2；电网参数为380V和50Hz．为模拟变速发电过程，给发
k'1
－sLrd－－
+
wd－z2sd
=
sd
（k'1－Lrwd－z2）≤Lr
sd
（k'1－Lrl'd）＜0sd≠0Lr
?d＜0．由于选取了相同的显然满足滑模到达条件V
终端滑模面函数，当电流误差ed达到滑模面后，也
能在有限时间内收敛到零．
定理2的结论与定理1类似，不同的是定理2所示的控制律中引入了一个前馈补偿项．2种设计得到的滑模面方程为（后者为复合终端滑模控制情况）
s?d=－s?d=－
k1
sgn（sd）－wdLr
（18）（19）
电机施加20N·m的拖动力矩．
分别采用常规PI控制、终端滑模控制（TSM）和复合终端滑模控制（TSM+ESO）的并网控制策略进行仿真．控制器参数分别为：PI控ki=16.5，q轴电流制中d轴电流控制器kp=50，
ki=1500；TSM控制中d轴电流控制器kp=20，
p1=3，q2=5，k1=5，q轴电流控控制器c1=50，
p2=3，q2=5，k2=16；TSM+ESO控制器c2=5，
q轴电λ1=2000，制中d轴电流控制器k'1=0.5，
流控制器k'2=2，λ2=2000，其他参数与TSM控
制中的相同．
图3为理想情况下，并网前双馈发电机在不同
q轴电流，转速下转子d，定子A相电压和电网A相电压的动态响应波形比较．从图中可见，在终端
滑模控制中，响应速度很快，但为了抑制扰动的影响，切换增益取值较大，使得转子电流，尤其是q轴
对比电流抖振较大（图3（c）是（b）放大后的情况，较明显），定子电压波形不平滑；在复合终端滑模
d轴电流的动态响应与终端滑模控制的差控制中，
q轴电流控制器中虽然切换增益取值较小，不多，
但由于有扰动前馈补偿作用，能使得转子q轴电流保持在零值，且抖振比终端滑模控制的情况小得多，有更平滑些的定子电压波形．常规PI控制响应速度相对较慢，要提高响应速度，就会产生很大的超调，还会影响到系统的稳定性．
k'1
sgn（sd）－（wd－z2）Lr
从上面比较可以看出，当ESO选择合适的控
z2能够很好地估计出扰动wd，制器参数后，此时系统总扰动为wd－z2，其上界值l'd一般会比wd的上
界ld要小得多．因此，在不牺牲系统抗扰动性能的前提下，与仅用终端滑模控制的情况相比，基于ESO的复合终端滑模控制器的切换增益k'1能够选取得更小，系统抖振情况会大大削弱．
3系统仿真分析
本文在Matlab/Simulink平台上搭建了变速恒频双馈风力发电系统空载并网仿真模型，所用双馈
http：//journal．seu．edu．
cn
