[实用新型]一种特定类谐波重复控制器

说明书

技术领域

本实用新型提出了一种特定类谐波重复控制器，用于nk±m次谐波信号的无误差跟踪或完全消除，属于工业控制的重复控制器领域。

背景技术

多年来，“周期性信号的跟踪和扰动抑制补偿问题”一直是众多研究人员关注的课题，而基于内模原理的重复控制就是一种十分有效的控制手段。一般的重复控制器采用延迟时间τ为T_o的延迟环节来构造基波周期为T_o的周期信号的内模，并将之嵌入控制回路中，从而能够对该种周期性信号(包括正弦基波及其各次谐波)实施静态无差跟踪控制或扰动消除，实际当中重复控制器多以数字方式实现该周期性信号的内模，其所占用的内存单元数目至少为N(其中N＝T_o/T_s为整数，T_s为采样时间)。然而在一些实际应用中，需要跟踪或消除的谐波只局限于特定的某类频率，例如三相整流负载给电源系统所造成的谐波污染绝大部分集中于6k±1(k＝1，2，...)次谐波频率处，而单相整流负载给电源系统所造成的谐波污染绝大部分集中于4k±1(k＝1，2，...)次谐波频率(即奇次谐波频率)处。若能提出新的重复控制器只针对这些频率进行补偿，通过改造控制器中信号的内模，将其控制延迟时间缩短，将能够大大提高系统消除扰动的速度，并能够大大减少其数字实现所需占用的存储空间。因此仍有必要对重复控制技术做进一步的研究。

实用新型内容

技术问题：本实用新型的目的是提出一种特定类谐波重复控制器，该重复控制器可对任意nk±m次谐波信号进行完全跟踪或消除，时间延迟远小于一般的重复控制器，其跟踪或消除谐波信号的速度要远快于一般的重复控制器，且数字实现所占用的存储空间更少，并可以统一现有的多种重复控制器，其性价比将大大提升。

技术方案：

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：

本实用新型一种特定类谐波重复控制器，包括重复控制增益模块、正反馈增益模块、加法环、二个减法环和二个相同的时间延迟模块，其中重复控制增益模块的输出端接加法环的输入端，加法环的输出端接第一减法环的正输入端和第一时间延迟模块的输入端，第一时间延迟模块的输出端接第二时间延迟模块的输入端和正反馈增益模块的输入端，第二时间延迟模块的输出端接第一减法环的负输入端和第二减法环的负输入端，正反馈增益模块的输出端接第二减法环的正输入端，第二减法环的输出端接加法环的输入端。

优选地，所述两个相同的时间延迟模块带有阻尼增益系数，所述两个相同的时间延迟模块的输出端分别串接低通滤波器。

优选地，所述时间延迟模块为模拟或数字时间延迟模块。

有益效果：

1、本实用新型所提出的nk±m次谐波重复控制器专门针对nk±m次谐波信号进行无误差跟踪或扰动消除，可以根据消除谐波扰动信号或跟踪参考信号的实际需求，定制不同的n和m的数值。如针对三相逆变中消除6k±1次谐波及跟踪基波参考信号的需要，只需令n＝6和m＝1即可；对单相逆变中消除奇次谐波及跟踪基波参考信号的需要，只需令n＝4和m＝1即可。与一般的重复控制器相比，其时间延迟大大减小，消除扰动的速度大大提高。

2、nk±m次谐波重复控制器的数字实现所需存储单元的数目也大大低于一般的数字重复控制器。

3、nk±m次谐波重复控制器给出了重复控制器的一种通用表达式，统一了多种重复控制器，如Gerardo Escobar Valderrama等所申请的专利文献“Repetitive Controller to Compensate for(6l±1)Harmonics”，US 2008/0167735A1，Jul.10，2008一文中所应用的6k±1次谐波重复控制器是本实用新型nk±m次谐波重复控制器当n＝6和m＝1时的特例；JesusLeyva Ramos等所申请的专利文献“Repetitive Controller to Compensate for odd Harmonics”，US 2007/0067051 A1，Mar.22，2007一文中所应用的奇次谐波重复控制器是本实用新型nk±m次谐波重复控制器当n＝4和m＝1时的特例；而Jesus Leyva Ramos等所申请的专利文献“Repetitive Controller for Compensation of Periodic Signals”，US 2007/0055721 A1，Mar.8，2007一文中所应用的常规重复控制器是本实用新型nk±m次谐波重复控制器当n＝1和m＝0时的特例。