[发明专利]一种逆变器输出电流频率自适应控制方法及系统

权利要求书

1.一种逆变器输出电流频率自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

对逆变器输出电流进行频率采样，得到低频段、中频段和高频段三个不同频段的逆变器输出电流；

设置比例-谐振控制器、重复控制器和互补对消模块；

分别利用所述比例-谐振控制器对低频段的逆变器输出电流进行控制，利用所述重复控制器对中频段的逆变器输出电流进行控制，以及利用所述互补对消模块对高频段的逆变器输出电流进行控制，实现逆变器谐波电流抑制。

2.根据权利要求1所述的逆变器输出电流频率自适应控制方法，其特征在于，将低频段的逆变器输出电流信号输入所述比例-谐振控制器，得到第一调制波；将中频段的逆变器输出电流信号输入所述重复控制器，得到第二调制波；将高频段的逆变器输出电流信号输入所述互补对消模块，得到第三调制波；

将第一调制波、第二调制波和第三调制波分别输入PWM驱动模块与载波进行比较，分别输出第一PWM信号、第二PWM信号和第三PWM信号；分别利用所述第一PWM信号、第二PWM信号和第三PWM信号驱动逆变器的逆变桥导通，抑制逆变器输出电流谐波。

3.根据权利要求1或2所述的逆变器输出电流频率自适应控制方法，其特征在于，将低频段的逆变器输出电流信号输入所述比例-谐振控制器，得到第一调制波U_ref1，然后将第一调制波U_ref1输入PWM驱动模块与载波U_ref4进行比较，得到控制逆变桥导通的第一PWM信号；其中，比例-谐振控制器的传递函数P(s)如下所示：

其中，s为拉普拉斯算子，k_proportion为比例增益系数，k_integral为积分增益系数，ω_c为截止角频率，ω₀为系统频率。

4.根据权利要求3所述的逆变器输出电流频率自适应控制方法，其特征在于，将中频段的逆变器输出电流信号输入所述重复控制器，得到第二调制波U_ref2然后将第二调制波U_ref2输入PWM驱动模块与载波U_ref4进行比较，得到控制逆变桥导通的第二PWM信号；其中，重复控制器的传递函数G_RP(z)如下所示：

其中，N表示基波周期内的采样点数，K_RP表示重复控制器增益，S(z)表示重复控制器的补偿环节，Q(z)表示重复控制器的稳定环节。

5.根据权利要求4所述的逆变器输出电流频率自适应控制方法，其特征在于，所述重复控制器还包括重复内膜、稳定环节、周期延时环节和补偿环节；

所述重复内膜用于描述重复控制器外部信号特性，其传递函数G(s)如下所示：

其中，U(s)表示重复控制器的输出，E(s)表示重复控制器的输入，s为拉普拉斯算子，e^-Ls为频域中延迟响应的表达式，L为指令信号的周期，e为自然底数；

内膜传递函数G(s)在离散域的表达式G(z)如下所示：

所述稳定环节用于为重复内膜增加一个内模滤波器，以衰减上周期误差累积输出值；

所述周期延时环节用于在前向通道上使控制信号延迟N拍；

所述补偿环节S(z)包括二阶低通滤波器S(s)，用于弥补系统控制的误差，其表达式如下所示：

其中，ξ为阻尼比。

6.根据权利要求5所述的逆变器输出电流频率自适应控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在设置重复控制器后，将所述比例-谐振控制器与所述重复控制器并联，得到并联控制器；所述并联控制器用于弥补重复控制器的周期动态延时；其中，并联控制器的传递函数Φ(z)如下所示：

其中，Y(z)为并联控制器的输入，R(z)为并联控制器的输出，H(z)为被控对象，即被控制的逆变器输出电流信号。