[发明专利]一种基于吸引律的逆变器重复控制方法

权利要求书

1.一种基于吸引律的逆变器重复控制方法，其特征在于：

给定参考信号r_k是周期为N的正弦信号，满足

r_k＝A sin(2πk/N)，r_k＝r_k-N (1)

其中，r_k,r_k-N分别为k，k-N时刻的给定参考信号，A为给定参考信号r_k的幅值；N为给定参考信号的周期；

根据参考信号的周期性，构造等效干扰

d_k＝w_k-w_k-N (2)

其中，d_k表示k时刻的等效干扰信号；w_k,w_k-N分别表示第k和k-N时刻的系统干扰信号；

构造反正切吸引律

其中，0＜ρ＜1,ε≥0,δ＞0为用于调整吸引速度的参数；tan^-1(·)为反正切函数；e_k+1,e_k分为k+1，k时刻的跟踪误差，且e_k＝r_k-y_k；在吸引律(3)中，跟踪误差e_k的动态行为如下：1)当e_k≠0且ε＞0时，跟踪误差首先从任意初始值e₀开始经过步第一次穿越原点；然后将严格绝对收敛且正负交替的收敛于原点；2)当e_k≠0且ε＝0时，跟踪误差将严格单调收敛且无抖振、无正负交替的收敛于原点；其中，为不小于·的最小整数；

为了提高系统对齐次、偶次以及分数谐波干扰的抑制能力，采用等效干扰二阶差分补偿技术，将离散吸引律(3)修正为

其中，d_k+1＝w_k+1-w_k+1-N表示k+1时刻等效干扰，可实现齐次谐波和偶次谐波的抑制；用于补偿逆变器的间分数次谐波和其他非周期干扰；

依据吸引律(5)设计离散重复控制器为

其中，u_k，u_k-1，u_k-N，u_k-1-N分别为第k，k-1，k-N，k-1-N时刻的控制输入信号；y_k,y_k-1,y_k-1-N,y_k-N,y_k+1-N分别为第k，k-1，k-1-N，k-N，k+1-N时刻的输出信号；r_k+1为k+1时刻的给定参考信号；式(6)中的a₁,a₂,b₁,b₂为逆变器的系统参数，逆变器的数学模型如下：

y_k+1+a₁y_k+a₂y_k-1＝b₁u_k+b₂u_k-1+w_k+1 (7)

其中，y_k+1,y_k,y_k-1为逆变器k+1，k，k-1时刻的输出信号，u_k,u_k-1表示逆变器k，k-1时刻的控制输入信号，a₁,a₂,b₁,b₂为系统参数；w_k+1为k+1时刻的系统干扰信号，包括齐次谐波、偶次谐波以及其他间谐波和参数摄动；

将u_k作为逆变器的控制输入信号，可量测获得逆变器系统输出信号y_k，跟随参考信号r_k变化，且系统跟踪误差的动态行为由式(5)表征。

2.如权利要求1所述的一种基于吸引律的逆变器重复控制方法，其特征在于：采用重复控制器(6)，系统跟踪误差的吸引过程由绝对吸引层、稳态误差带以及跟踪误差首次进入稳态误差带所需最多步数3个指标表征，这3个指标可用于指导控制器参数整定；

在重复控制器(6)作用下，等效干扰二阶差分补偿误差满足

时，各指标的表达式如下：

1)绝对吸引层Δ_AAL表示为：

Δ_AAL＝max{Δ_AAL1,Δ_AAL2} (9)

式中，Δ_AAL1，Δ_AAL2为正实数，且满足

其中，Δ为等效干扰二阶差分补偿误差的上确界；

2)稳态误差带Δ_SSE表示为：

Δ_SSE＝max{Δ_SSE1,Δ_SSE2,Δ} (11)

式中，Δ_SSE1，Δ_SSE2为正实数，由下式确定

式中，ξ为正实数，由下式确定

3)收敛步数|k^**|

其中，e₀为跟踪误差初始值，e_i为第i时刻的跟踪误差；ψ满足