[发明专利]一种基于吸引律的逆变器重复控制方法

说明书

本发明公开了一种基于吸引律的逆变器重复控制方法。将等效干扰二阶差分补偿项嵌入进反正切吸引律；依据反正切吸引律，构造e/v信号转换模块，其输出信号用于重复控制器修正量；继而计算出重复控制器的输出信号作为逆变器对象的输入，使逆变器系统跟随参考信号变化。具体的控制器参数整定可依据绝对吸引层、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的指标进行。本发明提供一种时域设计的、兼有良好的控制精度及完全抑制齐次谐波和偶次谐波干扰信号、有效抑制分数次谐波的基于反正切吸引律的离散重复控制器。

技术领域

本发明涉及一种基于吸引律的逆变器重复控制方法，该方法适于逆变电源，也适用于工业控制中的周期运行过程。

背景技术

重复控制器是一种具有“周期学习”特性的控制技术。这种控制技术采用延迟时间为T的延迟环节的正反馈形式1/(1-e^-Ts)来构造周期为T的周期信号内模，并将其嵌入稳定的闭环系统中，内模输出就会对输入信号逐周期累加形成控制作用，解决参考信号的周期跟踪或周期性干扰信号的抑制问题。目前已经广泛应用于电机伺服系统、电力电子逆变器、硬盘/光盘伺服系统及其它重复运行过程。

实际工程中采用计算机控制技术，控制系统多是以离散时间方式实现。离散重复控制器设计主要有两种途径：一种是通过对连续重复控制器离散化得到；另一种是直接针对离散时间系统进行控制器设计。取采样周期T_s，使得参考信号周期为采样周期的整数倍，记每个周期中的采样点个数为N，即T＝NT_s。这样，离散周期信号内模为1/(1-Z^-N)。离散重复控制器频域设计采用这种离散内模。

实际中采用周期参考信号下的逆变器控制技术，系统多是以离散方式实现，存在抖振问题，无法对周期干扰信号进行完全抑制。对于断续特性带来的抖振问题，常用的方法就是连续化处理方法，例如饱和函数和反正切函数等连续函数代替符号函数，但这样处理会降低系统的收敛速度和鲁棒性。此外，在消除周期干扰的同时，进一步抑制非周期干扰或分数谐波等信号，有效减小稳态误差界是亟待解决的难题。

发明内容

本发明提供了一种基于吸引律的逆变器重复控制方法。为了抑制逆变器齐次谐波、偶次谐波和分数谐波对系统性能的影响，提高系统跟踪控制精度，采用等效干扰二阶差分补偿技术，将其嵌入到反正切吸引律，据此设计出离散重复控制器，使得闭环系统具有反正切吸引律所刻画的特性，从而抑制逆变器齐次谐波、偶次谐波和分数谐波。本发明具体给出绝对吸引层、稳态误差带以及跟踪误差首次进入稳态误差带所需的最多步数等3个指标的具体表达式，用于指导控制器参数整定。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种基于吸引律的逆变器重复控制方法，为抑制逆变器的齐次谐波、偶次谐波和分数谐波，使得系统输出在有有限时间内逼近给定的参考信号；本发明给定参考信号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；

本发明构造反正切吸引律