[发明专利]一种用于离网逆变器的重复控制系统及方法

说明书

本发明公开一种基于离网逆变器的重复控制系统及方法，其重复控制系统包括abc‑dq0第一坐标变换环节和dq0‑abc第二坐标变换环节、延迟环节z^‑N、零相移低通滤波器第一相位校正环节和增益常数K_r，重复控制系统的控制对象为逆变器，其脉冲传递函数为G_c(z)，重复控制系统的输入信号包括参考电压U_r(z)，输出信号为逆变器输出电压U_o(z)，电压误差信号ε(z)依次经过由延迟环节z^‑N和零相移低通滤波器组成的正反馈环节、第一相位校正环节和增益常数K_r后产生电压控制信号，该信号经过dq0‑abc第二坐标变换环节后输出电压控制信号给逆变器，逆变器输出电压信号U_o(z)与参考电压U_r(z)均经过abc‑dq0第一坐标变换环节变换后进行比较后输出电压误差信号ε(z)，形成完整负反馈闭环。

技术领域

本发明涉及一种用于离网逆变器的重复控制技术领域，适用于离网逆变器的输出电压无静差数字控制。

背景技术

离网逆变器的输出电压及输出电压总谐波畸变率是衡量逆变器性能的关键指标。得益于数字控制技术的快速发展，一些基于现代控制理论与智能控制策略的数字控制技术和控制思想已在逆变器控制中得以实现，如数字PID((比例(proportion)、积分(integration)、微分(differentiation))控制器控制无差拍控制、智能控制重复控制等。

数字PID控制算法简单，参数易于整定，具有较强的鲁棒性。但由于逆变器输出波形是中、低频正弦波，该控制算法不能实现系统无静差。无差拍控制是一种基于微处理器的PWM控制方法，其控制算法以指令化语句完成，适合利用数字系统实现。但无差拍控制建立在被控对象精确离散数学模型的基础上，对系统参数变动反应灵敏，系统鲁棒性差，瞬间超调量较大。

重复控制基于内模原理，其基本原理是假定前一基波周期出现的波形畸变会在下一个基波周期重复出现，通过将本周期的误差信号经延时后于下一基波周期叠加在控制对象上，消除周期性畸变，实现稳态无静差控制效果。但其动态特性不理想，在实际应用中常与其他的控制方法配合或通过减小重复控制延时来提高系统的综合性能。

发明内容

现有技术中重复控制在原理上可以实现稳态无静差，但单纯的延迟环节会给系统带来稳定性问题；另外，传统的重复控制器的控制作用在一个基波周期后才能生效，动态性能很差；需要附加补偿环节以解决上述问题。另外，还需要考虑尽可能在控制器性能和系统成本之间取得平衡。为了克服上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供了一种用于离网逆变器的重复控制系统及方法。

本发明的第一个目的通过下述技术方案实现：

一种用于离网逆变器的重复控制系统，所述重复控制系统包括：abc-dq0第一坐标变换环节和dq0-abc第二坐标变换环节、延迟环节z^-N、零相移低通滤波器第一相位校正环节和增益常数K_r，其中，

所述延迟环节z^-N用于信号的延迟；

所述零相移低通滤波器用于对信号在不发生相移的情况下进行低通滤波；

所述第一相位校正环节用于消除其他环节造成的相位滞后；

所述增益常数K_r用于在其他环节确定后对所述重复控制系统的增益进行调整；

所述abc-dq0第一坐标变换环节用于将三相相电压信号由abc坐标系变换为dq0坐标系；

所述dq0-abc第二坐标变换环节用于将三相相电压信号由dq0坐标系变换为abc坐标系；