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专利号: 202010057203X
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种h阶重复控制器,h≥2,其特征在于,所述h阶重复控制器由一种重复控制器扩展h得到,扩展方法为:将∑whM ()进行从1到h的累和作为控制器前向通路,并以输出正反馈形式来构造周期信号的内模,其中wh为常系数,M()为三个时间延迟模块和正前馈增益模块构成的周期信号发生器;

所述h阶重复控制器的周期信号发生器M()的传递函数为:

其中,M(s)为所述重复控制器采用模拟时间延迟模块时h阶重复控制器的周期信号发生器M()的传递函数;M(z)为所述重复控制器采用数字时间延迟模块时h阶重复控制器的周期信号发生器M()的传递函数;s为连续时间系统的拉普拉斯变量,z为离散时间系统的z变换的变量;N=T0/Ts为整数,T0为基波周期,T0=2π/ω0=l/f0,f0为基波频率,ω0为基波角频率,Ts为采样周期,n和m为不小于零的整数且n≠0,n>m;e为自然常数;

所述重复控制器包括:重复控制增益模块、正前馈增益模块、一个减法环、二个加法环和三个相同的时间延迟模块;

其中,重复控制增益模块的输入端作为所述重复控制器的输入端,重复控制增益模块的输出端作为第一加法环的第一输入端,第一加法环的输出端作为第二加法环的第一输入端,第二加法环的输出端分别串接正前馈增益模块和第一时间延迟模块后接减法环的正输入端和负输入端,减法环的输出端串接第二时间延迟模块后接第一加法环的第二输入端,同时也是重复控制器的输出端,正前馈增益模块的输出端串接第三时间延迟模块后接第二加法环的第二输入端。

2.根据权利要求1所述的h阶重复控制器,其特征在于,所述重复控制器还包括:低通滤波器和相位超前补偿模块;

所述三个相同的时间延迟模块后分别串联一个低通滤波器,所述减法环的输出端串接第二时间延迟模块后接相位超前补偿模块。

3.一种多模重复控制器,其特征在于,所述多模重复控制器由至少两个权利要求1或2所述的重复控制器并联相加构成。

4.一种变换器,其特征在于,所述变换器采用权利要求1或2所述的h阶重复控制器,或权利要求3所述的多模重复控制器进行控制,其中变换器包括逆变器和整流器。

5.一种重复控制器的控制方法,其特征在于,所述方法用于利用权利要求1或2所述的h阶重复控制器或权利要求3所述的多模重复控制器进行消除(nk±m)次谐波,n、k和m为不小于零的整数且n≠0,n>m,所述方法包括:重复控制增益模块:将重复控制器的输入量经过重复控制增益后得到重复控制增益模块的输出量;

正前馈增益模块:将第二加法环的输出量经过正前馈增益模块后得到正前馈增益模块输出量;

第一加法环:将重复控制增益模块输出量与第二时间延迟模块延迟输出的减法环输出量相加得到第一加法环输出量;

第二加法环:将第一加法环的输出量与第三时间延迟模块延迟输出的正前馈增益模块输出量相加得到第二加法环输出量;

减法环:将正前馈增益模块的输出量与第一时间延迟模块延迟输出的第二加法环输出量相减得到减法环的输出量;

第一时间延迟模块:将第二加法环输出量延迟输出;

第二时间延迟模块:将减法环输出量延迟输出;

第三时间延迟模块:将正前馈增益模块输出量延迟输出。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

通过调节重复控制增益实现调节所述重复控制器跟踪或消除特定次谐波的速度,也即所述重复控制器的输出信号与参考信号之间误差的收敛速度。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

根据所需要跟踪或消除的谐波次数确定正前馈增益模块的参数。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述时间延迟模块为模拟或数字时间延迟模块,所述重复控制器的传递函数如下:或

其中,c()为重复控制器的输出量,e()为重复控制器的输入量即控制系统的控制误差量,krc为重复控制增益参数,s为连续时间系统的拉普拉斯变量,z为离散时间系统的z变换的变量;N=T0/Ts为整数,T0为基波周期,T0=2π/ω0=l/f0,f0为基波频率,ω0为基波角频率,Ts为采样周期,n、k和m为不小于零的整数且n≠0,n>m。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:将权利要求1或2所述的重复控制器以插入方式加入到反馈控制系统中用于消除控制误差当中的(nk±m)次谐波分量,当以插入方式加入到反馈控制系统时,重复控制器的传递函数为:其中,Q(z)为低通滤波器,A(z)为相位超前补偿模块;

所述反馈控制系统在满足下述两个条件时是稳定的:

①未插入重复控制器前的闭环系统传递函数的极点位于单位圆内;

②所述插入的控制器中的重复控制增益参数krc满足0