高速永磁同步发电机（HSPMSG）具有功率密度高、体积小、质量轻等优点，在风力发电机组、飞轮储能、特种车辆、军舰船舶和微型燃气轮机等场合得到了广泛应用。
以高速永磁同步发电机为核心的PWM整流发电系统应具备单机情况下向系统负载提供电源支撑的能力，这对高速永磁同步发电系统输出电压的质量提出了更高的要求。
在永磁同步发电系统控制中，应用最为广泛的电压电流双闭环控制，其输出电压随负载变化而波动，控制性能差。
因此，一些先进的控制算法如非线性滑模控制、模型预测控制和二自由度控制等被提出用以改善电压的控制性能。
这些控制算法都是针对电压控制律进行改进，能够在一定程度上提高系统的抗扰性，但其对负载扰动的抑制能力有限。
为降低负载扰动对电压控制的影响，除了依赖电压误差的反馈控制律外，通过传感器、观测器等获取负载变化的信息并进行前馈补偿也是一种行之有效的方法。
其中，扰动观测器因其结构简单且不需增加额外的硬件成本，而获得了众多学者的青睐，成为研究热点。
但是，传统滑模固有的抖振问题会影响扰动观测精度，进而导致控制性能降低。
降低抖振的一种行之有效的方法是使用高阶滑模控制技术，其中应用最广泛的是超螺旋算法（STW）。
由于STW中的积分器可以使不连续信号变得平滑，所以STW可以在衰减抖振现象的同时，确保更高的跟踪精度。
为解决高速永磁同步发电机系统在传统双闭环控制下，负载变化时输出电压波动大、动态响应慢等问题，南京航空航天大学自动化学院、金陵科技学院智能科学与控制工程学院的殷生晶、王晓琳、张艳，提出一种基于扰动观测器补偿的稳压控制方法。
电压外环采用二自由度PI控制器，以增加系统的跟随性与抗扰性，负载扰动观测器实时观测负载电流并进行前馈补偿，进一步提高系统对负载扰动的抑制能力。
图1 基于扰动观测器补偿的稳压控制策略结构框图图2 高速永磁同步发电系统实验平台研究者基于一台高速永磁同步发电机进行了仿真与实验验证，并与传统双闭环控制进行了比较，结果表明，该控制策略具有更好的动态性能和抗负载扰动能力。
1）基于改进超螺旋算法的扰动观测器能够实时快速地观测负载扰动的变化，具有较高的观测精度。
并且该观测器具有可移植性的特点，不受原有控制系统限制，对于永磁同步发电机的不同控制方式均具有较好的适用性。
2）该控制策略在保证系统稳态性能的同时能显著改善系统的动态性能，有效抑制负载变化时电压的波动，缩短电压波动的恢复时间。
本工作成果发表在《电工技术学报》，论文标题为“基于扰动观测器补偿的高速永磁同步发电机稳压控制策略”。
本课题得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省高等学校基础科学基金的支持。
