針對非線性風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)故障診斷受到干擾、噪聲影響的問題,設(shè)計(jì)改進(jìn)多胞形未知輸入觀測器,實(shí)現(xiàn)槳距執(zhí)行器的故障診斷.首先,基于風(fēng)力機(jī)線性變參數(shù)模型,設(shè)計(jì)多胞形未知輸入觀測器實(shí)現(xiàn)干擾項(xiàng)的解耦;其次,考慮到噪聲的影響,利用卡爾曼濾波器算法增強(qiáng)對噪聲的魯棒性;然后,采用均方根法設(shè)計(jì)閾值進(jìn)行殘差評估,從而確定故障發(fā)生與否.最后,通過風(fēng)力機(jī)槳距執(zhí)行器系統(tǒng)故障殘差信號的仿真,驗(yàn)證改進(jìn)多胞形未知輸入觀測器的性能.

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圖1不同參數(shù)下執(zhí)行器的階躍響應(yīng)Fig．1Stepresponseofactuatorunderdifferentparameters

g是發(fā)電機(jī)的效率．1．4包含故障的槳距子系統(tǒng)模型槳距系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)葉片的槳距角，當(dāng)風(fēng)速在額定值和切出值之間時(shí)，通過調(diào)整槳距角可以實(shí)現(xiàn)恒功率輸出的目的．槳距系統(tǒng)可以用式(7)來描述［12］:β·(t)β¨(t[])=01－ω2n－2ζω[]nβ(t)β·(t[])+0ω2[]nβ....

圖2風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)框圖Fig．2Theblockdiagramofthewindturbinesystem

n和ζωn用故障指示因子θf∈［0，1］的形式來描述:ω2n=(1－θf)ω2n0+θfω2nf(8)ζωn=(1－θf)ζ0ωn0+θfζfωnf(9)這里θf=0對應(yīng)ω2n=ω2n0，ζωn=ζfωn0的對應(yīng)無故障執(zhí)行器;θf=1對應(yīng)ω2n=ω2nf，ζωn=ζfωnf的故障....

圖3風(fēng)力機(jī)氣動參數(shù)Fig．3Aerodynamicparametersofwindturbines000010

圖4多胞形未知輸入觀測器結(jié)構(gòu)Fig．4Thestructureofpolytopeunknowninputobserver

=KA(θ)－L(θ)C，G(θ)=KB(θ)，結(jié)合式(13)得KD=［0］．x(t)的估計(jì)向量^x(t)∈Ｒn是觀測器的輸出變量，L(θ)=∑Ni=1αi(θ(t))Li為待設(shè)計(jì)矩陣，ex(t)=x(t)－^x(t)為狀態(tài)估計(jì)偏差，［N(θ)G(θ)］=∑Ni=1αi(θ)［N....

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