[发明专利]光纤电流互感器系统噪声抑制的闭环控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤电流互感器领域，尤其涉及一种光纤电流互感器系统噪声抑制的闭环控制方法及装置。 

背景技术

随着电流互感器技术的发展，光纤电流互感器已经得到了越来越多的应用，由于其采用光纤作为信号感应和传输的媒介，不仅绝缘性能好、受电磁干扰的影响也小，而且设计结构简单、体积小、质量轻，制造成本也较低。但在实际应用中，由于光纤电流互感器系统内部的光路噪声，即系统扰动信号会影响到系统的测量精度，因此抑制光纤电流互感器系统内的光路噪声成为了迫切需要解决的问题，如图1所示为现有技术中的光纤电流互感器系统的闭环控制结构示意图，图中： 

输入信号中由于法拉第效应(Faraday效应)而携带有非互易相位差Δφ_s；该携带了非互易相位差Δφ_s的输入信号依次通过探测器和前放电路、模数转换器(A/D转换器)和解调单元，最后到达数字控制器而得到输出信号；而所述的数字控制器还会将该输出信号作为反馈信号依次通过数模转换器(D/A转换器)及驱动器，和相位调制器后，形成反馈相位 并由此抵消掉由于法拉第效应而产生的非互易相位差Δφ_s，从而形成闭环控制。 

由于在实际应用中，非互易相位差 中同时包含有各种系统的噪声，其中光路噪声为系统的主要噪声源，这样就限制了系统的测量精度，而现有技术中的控制器设计中并没有考虑到如何来抑制系统的光路噪声，从而使得系统的测量精度会受到系统光路噪声的影响，降低了光纤电流互感器系统的性能。 

发明内容

本发明实施方式所要解决的技术问题在于提供一种光纤电流互感器系统噪声抑制的闭环控制方法及装置，能够有效的抑制系统光路噪声所带来的影响，从而提高了系统测量的精度。 

本发明实施方式提供了一种光纤电流互感器系统噪声抑制的闭环控制方法，包括： 

将描述系统光路噪声的扰动输入信号传递到光纤电流互感器系统的数学模型中； 

根据鲁棒控制算法对描述所述系统数学模型的状态方程进行优化，获得所述系统的鲁棒保性能控制律； 

将所得到的系统鲁棒保性能控制律引入所述光纤电流互感器系统的数学模型中，抑制所述的扰动输入信号。 

本发明实施方式还提供了一种光纤电流互感器系统噪声抑制的闭环控制装置，包括： 

扰动信号处理单元，设置于光纤电流互感器系统中的控制器上； 

所述扰动信号处理单元中包括： 

控制优化模块，用于根据鲁棒控制算法对描述所述系统数学模型的状态方程进行优化，得到所述系统的鲁棒保性能控制律；其中，将所得到的鲁棒保性能控制律引入所述光纤电流互感器系统的数学模型中，用来抑制所述的扰动输入信号。 

以上所述装置集成设置于所述控制器中，或设置成单独的功能实体。 

由上述所提供的技术方案可以看出，首先在光纤电流互感器系统的数学模型中引入扰动输入信号；然后利用控制算法对所述数学模型中的输入信号进行反馈处理，抑制所述的扰动输入信号，这里所述的扰动输入信号主要为系统的光路噪声。通过这样的优化处理之后，就可以有效的抑制系统光路噪声所带来的影响，提高系统测量的精度，进而提高了光纤电流互感器的系统性能。 

附图说明

图1为现有技术中的光纤电流互感器系统的闭环控制结构示意图； 

图2为本发明实施方式所述闭环控制方法的流程示意图； 

图3为本发明实施方式等效的光纤电流互感器系统的方框结构示意图； 

图4为扰动输入信号的模拟仿真示意图； 

图5为按照原控制算法得出的系统输出仿真示意图； 

图6为本发明实施方式所得出的系统输出仿真示意图； 

图7为本发明实施方式所述闭环控制装置的结构示意图。 

具体实施方式

本发明实施方式提供了一种用于光纤电流互感器系统噪声抑制的闭环控制方法及装置。通过在光纤电流互感器系统的数学模型中引入扰动输入信号；然后利用控制算法对所述数学模型中的输入信号进行反馈处理，这里所述的控制算法可以是鲁棒控制算法。具体可以是利用鲁棒控制算法对描述所述系统数学模型的状态方程进行优化计算，得到所述系统的鲁棒保性能控制律；然后再将所得到的系统鲁棒保性能控制律引入所述光纤电流互感器系统的数学模型 中，来抑制该扰动输入信号。这样当光纤电流互感器系统中存在光路噪声时，就可以利用系统的鲁棒保性能控制律来有效的抑制该光路噪声，提高系统的测量精度，进而提高了光纤电流互感器的系统性能。