一、魯棒控制

一個(gè)固定的控制器，使具有不確定性的對象滿足控制品質(zhì)，這就是魯棒控制。

1.魯棒控制系統(tǒng)

魯棒系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，就是要在模型不精確和存在其他變化因素的條件下，使系統(tǒng)仍能保持預(yù)期的性能。如果模型的變化和模型的不精確不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和其他動態(tài)性能，這樣的系統(tǒng)稱之為魯棒控制系統(tǒng)。

魯棒控制理論包括兩大類問題：魯棒性分析及魯棒性綜合問題。主要的魯棒控制理論有Kharitonov區(qū)間理論、H∞控制理論和結(jié)構(gòu)奇異值理論等。

2.魯棒性

所謂“魯棒性”，是指控制系統(tǒng)在不確定性的擾動下，具有保持某種性能不變的能力。根據(jù)對性能的不同定義，可分為穩(wěn)定魯棒性和性能魯棒性。以閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒性作為目標(biāo)設(shè)計(jì)得到的固定控制器，稱為魯棒控制器。

3.魯棒控制問題

給定一被控對象的集合（族），設(shè)計(jì)控制器，使得對該集合中的任意被控對象，閉環(huán)系統(tǒng)均滿足要求的性能指標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)在建模不確定性條件下捕獲最大風(fēng)能。

傳統(tǒng)控制方法與魯棒控制方法的區(qū)別見圖1-21。

圖1-21　傳統(tǒng)控制方法與魯棒控制方法的區(qū)別

在風(fēng)速和風(fēng)向不斷變化的情況下，捕獲最大風(fēng)能、提高風(fēng)能利用率，是高效風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)要解決的問題之一。采用魯棒 PID 控制器設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，可以使變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)風(fēng)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，而且依靠變速控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)低風(fēng)速區(qū)的最大風(fēng)能跟蹤和高風(fēng)速區(qū)的恒功率控制。由于變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)受風(fēng)能不確定性和不穩(wěn)定性的影響，采用魯棒控制方法設(shè)計(jì)的控制器，使系統(tǒng)對參數(shù)不確定性及負(fù)載擾動具有較強(qiáng)的魯棒性，并且能快速地跟蹤風(fēng)速，提高風(fēng)能利用率。