机床与液压

作者：李俊强，郝万君，崔国增，郝诗源，李泽，刘瑞阳

单位：苏州科技大学电子与信息工程学院；苏州科技大学电子与信息工程学院；苏州科技大学电子与信息工程学院；杭州华为云计算技术有限公司；苏州科技大学电子与信息工程学院；苏州科技大学电子与信息工程学院

关键词：风电机组;故障估计;实时性;广义未知输入观测器;最小阶指定时间观测器

基金：国家自然科学基金面上项目（51477109）

针对风电机组(WTs)执行器故障估计易受未知干扰影响及实时性要求高等问题，提出一种基于广义最小阶指定时间未知输入观测器的故障估计改进方法。通过构建一个增广系统，使执行器故障成为系统状态的一部分，便于设计观测器对故障的状态进行估计。为了克服随机干扰对WTs故障估计性能的影响，设计广义未知输入观测器来实现随机干扰与执行器故障的解耦。针对现有故障估计方法存在的估计误差渐进式收敛，无法满足WTs对执行器故障估计实时性要求的现状，设计最小阶指定时间观测器来缩短故障估计时间。最后，以标准NREL 5MW风电机组为研究对象，进行仿真实验。结果表明：所设计的广义最小阶指定时间未知输入观测器对比传统广义未知输入观测器在对WTs执行器典型的渐变与突变故障进行估计时具有更好的实时性；对于突变故障，传统观测器约需1.5 s收敛，而此方法仅需约0.15 s；对于渐变故障，传统观测器约需1 s跟踪，而此方法仅需约0.1 s。此方法计算简单，计算成本低，更具有应用优势。

来源：2025年第23期

《机床与液压》期刊编辑部

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