王鸿儒，张志刚

（湖南工业大学 电气与信息工程学院，湖南 株洲 412007）

0 引言

目前，MW级别大型风力发电机产业处于快速扩张阶段，小型风力发电机产业由于拥有功率小、惯性小、设计成本低以及对建设场地要求低等特点，同样也在不断发展中[1]。特别是变速风力发电系统，相比传统的定速风力发电系统，其不仅降低了机械负荷，而且在增加能量捕获方面颇具优势[2-3]。

从变速风力发电系统提取最大风能的控制策略主要分为3种，分别是最佳叶尖速比控制（tip speed ratio，TSR）、最优转矩控制（optimal torque，OT）以及扰动观察法（perturbation observation，PO）[3]。TSR作为使用最广泛的风力发电最大风能捕获控制方法之一，对风速变化的反应较快[4]。然而，永磁同步发电机（permanent magnet synchronous generator，PMSG）控制系统是一个非线性强耦合系统，在传统TSR方法中，在线性控制器下不能呈现良好的动态特性[5]。

逆系统的方法被用来解决系统强耦合以及非线性的问题。其通过原始被控系统的数学模型构造其逆系统，并将两个系统级联，构成伪线性系统，使系统具有线性性质，进而运用线性系统理论对伪线性系统进行控制。文献[6]运用逆系统的方法，将原始的Boost变换器控制系统中的内电流环和外电流环进行解耦并且补偿。文献[7]将逆系统设计应用于光通信系统中，对拉曼放大器进行优化，解决了克尔非线性水平增加的问题。文献[8]将逆系统的方法运用在智能汽车控制中，对纵向速度和横摆角速度进行反馈调节，提升了智能汽车路径跟踪的精确性和行驶稳定性。……