變槳距風(fēng)力機(jī)組的槳距角參考值可由風(fēng)速、電機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)輸出功率三個(gè)參數(shù)來獨(dú)立控制，但由于風(fēng)速難于精確測量，而且在整個(gè)風(fēng)輪掃掠面上的風(fēng)速并不相等，所以本文不用風(fēng)速作為變槳控制量，而選擇電機(jī)輸出功率作為控制槳距角的變量。其控制策略如圖3所示。

    功率反饋信號(hào)和功率給定值之間的誤差作為PI控制器的輸入，PI控制器給出槳距角參考值βref，但是由于槳距角的變化對(duì)于風(fēng)速而言是非線性的，當(dāng)風(fēng)速在額定值附近時(shí)，較小的風(fēng)速變化也需要槳距角改變一個(gè)較大的角度才能使輸出功率穩(wěn)定，所以在風(fēng)速超過額定不多的風(fēng)速階段，需要較大的PI控制器增益；而在超過額定風(fēng)速較多的高風(fēng)速段，較大的風(fēng)速變化只需要一個(gè)較小的槳距角改變量就可以使輸出功率穩(wěn)定，所以在此風(fēng)速段PI控制器的增益可以較小。所以控制器所需的增益大小和所需的槳距角基本成線性反比關(guān)系，由此提出一種由槳距角大小來調(diào)節(jié)控制器增益的控制策略，即在原有控制系統(tǒng)中加入一個(gè)增益調(diào)度控制器，使PI控制器的在所需槳距角較小時(shí)有較大的增益，在所需槳距角較大時(shí)有較小的增益，此增益控制器由一個(gè)多項(xiàng)式實(shí)現(xiàn)。帶增益調(diào)度控制器的變槳控制框圖如圖4所示。

   圖5為變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型，其中由控制器給出槳矩角參考值βref，并與實(shí)際β比較得出△β，通過變矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改變槳距角。由于大容量的風(fēng)機(jī)槳葉重達(dá)數(shù)噸，考慮到調(diào)節(jié)器疲勞，槳矩角的變化速率要有限制，且其角度也有限制，即其動(dòng)態(tài)特性是在槳矩角和槳矩速率上都有飽和限制的非線性動(dòng)態(tài)，當(dāng)槳矩角和槳矩速率小于飽和限度時(shí)，槳矩動(dòng)態(tài)呈線性。
    變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型可以描述如下：

3 變槳控制仿真