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龙图腾网获悉武汉理工大学三亚科教创新园申请的专利基于海上风电系统的最大功率点追踪滑模控制方法、装置和设备获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119024920B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411105580.0，技术领域涉及：G05F1/67；该发明授权基于海上风电系统的最大功率点追踪滑模控制方法、装置和设备是由潘林;蒋明科;肖敏设计研发完成，并于2024-08-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于海上风电系统的最大功率点追踪滑模控制方法、装置和设备在说明书摘要公布了：本申请涉及滑模控制技术领域，尤其涉及一种基于海上风电系统的最大功率点追踪滑模控制方法、装置和设备。本申请提供的方案通过海上风电系统的传动系统动态方程、第一状态变量、滑模面方程以及变指数滑模控制器，确定基于变指数趋近律的滑模速度控制器；基于待改进非线性函数，采用插值拟合确定改进后的非线性函数；基于改进后的非线性函数，得到改进型非线性函数扩张状态观测器；基于变指数趋近律的滑模速度控制器和改进型非线性函数扩张状态观测器，实现海上风电系统的最大功率点追踪滑模控制。该方案提升了系统的抗扰动性能及控制精度，从而提高对海上风力发电系统的最大功率点追踪准确性。

本发明授权基于海上风电系统的最大功率点追踪滑模控制方法、装置和设备在权利要求书中公布了：1.一种基于海上风电系统的最大功率点追踪滑模控制方法，其特征在于，所述方法包括： S1：基于所述海上风电系统的传动系统动态方程、第一状态变量、滑模面方程以及变指数滑模控制器，确定基于变指数趋近律的滑模速度控制器； 步骤S1包括： S11：基于所述海上风电系统的传动系统动态方程，确定所述传动系统动态方程的变换式； 所述海上风电系统的传动系统动态方程为： 式中，J为传动系统总转动惯量，B为传动系统的阻尼系数，Tm为风机的机械转矩，ωr为转子的机械角速度，Te为发动机电磁转矩，ωm为转子机械角速度；dt为单位时间的增量； 所述变换式为： 式中，b为系数项；u为同步旋转坐标系D‑Q下的定子电流的Q轴分量；集总扰动ft＝Tm‑BωrJ；是ωm的一阶导数，参数顶部的点表示导数，下同； S12：基于所述变换式和所述第一状态变量，确定系统状态变量误差方程； 所述第一状态变量为： 式中，e1为第一跟踪误差，e2为第二跟踪误差，ωropt为风速对应的最佳转速；是e1的一阶导数； 所述系统状态变量误差方程为： S13：基于所述系统状态变量误差方程和所述滑模面方程确定中间方程；包括： 对所述滑模面方程求导，确定滑模面方程的求导方程； 将所述系统状态变量误差方程代入所述滑模面方程的求导方程，确定所述中间方程； 所述滑模面s的方程为： s＝e1+α|e1|γ+βe2m； 式中，α，β，γ均正常数，且γ＞1；m、n为正奇数，1＜m＜2，且γ＞m； 所述中间方程为： S14：基于所述中间方程和所述变指数滑模控制器，确定所述基于变指数趋近律的滑模速度控制器； 所述变指数滑模控制器方程为： 式中，k＞0，q＞0，δ＞1，0＜ε＜1，τ＞0，exp表征指数，e表征系统状态变量的误差，hs|s|δ表征切换函数的增益，qs表征指数趋近项，s表征滑模面； 所述基于变指数趋近律的滑模速度控制器为： 式中，α，β，γ均正常数，m、n为正奇数，1＜m＜2，且γ＞m；sgns为符号函数； S2：基于传统非线性扩张状态观测器和未知扰动的二阶非线性系统方程，确定待改进非线性函数； 步骤S2包括： S21：对所述未知扰动的二阶非线性系统方程进行重构，确定三阶系统方程； 所述未知扰动的二阶非线性系统方程为： 式中，x1t、x2t、x3t表示系统状态变量，f·即为ft，dt为未知扰动，ut为控制输入，b为参数项； 所述三阶系统方程为： 式中，φt为总扰动，yt为系统输出； S22：基于所述传统非线性扩张状态观测器，对所述三阶系统中的x3t进行观测，确定所述待改进非线性函数； 所述待改进非线性函数为： 式中，a，d为可调参数，x为系统状态变量；signx为符号函数； S3：采用插值拟合对所述待改进非线性函数进行改进，得到改进后的非线性函数； 步骤S3包括： S31：基于所述待改进非线性函数，通过插值拟合，确定第一阶段非线性函数方程式； 所述第一阶段非线性函数方程式为： 式中，k1，k2和k3为参数； S32：基于所述第一阶段非线性函数方程式和所述待改进非线性函数，对所述待改进非线性函数进行改进，确定第二阶段非线性函数方程式； 所述第二阶段非线性函数方程式为： S33：基于所述第一阶段非线性函数方程式和所述第二阶段非线性函数方程式，确定k1，k2和k3的参数值： 所述k1，k2和k3的参数值为： S34：基于所述k1，k2和k3的参数值和第一阶段非线性函数方程式，确定所述改进后的非线性函数； 所述改进后的非线性函数为： S4：基于所述改进后的非线性函数对所述传统非线性扩张状态观测器进行改进，得到改进型非线性函数扩张状态观测器； 步骤S4包括： S41：获取所述海上风电系统的集总扰动，所述集总扰动包括所述海上风电系统的机械转矩、转动惯量及摩擦系数的内部参数摄动和外部时变扰动； S42：基于所述集总扰动确定第二系统状态变量方程； 所述第二系统状态变量方程为： 式中，系统状态变量x1＝ωm，扩张状态变量x2＝Tm‑BωmJ＝ft； S43：基于所述第二系统状态变量，确定所述第二系统状态变量方程对应的二阶非线性系统的状态空间方程； 所述二阶非线性系统的状态空间方程为： 式中，C＝[0 1]； S44：基于所述二阶非线性系统的状态空间方程、所述改进后的非线性函数对所述传统非线性扩张状态观测器进行改进，得到改进型非线性函数扩张状态观测器； 所述改进型非线性函数扩张状态观测器为： 式中，β01＞0，β02＞0为改进型非线性函数扩张状态观测器的输出误差校正增益，a1、a2为非线性因子，d1、d2为滤波因子，z1是对ωm的估计，z2是对所述集总扰动的估计； S5：基于所述基于变指数趋近律的滑模速度控制器和所述改进型非线性函数扩张状态观测器，实现所述海上风电系统的最大功率点追踪滑模控制。

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