利索能及
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专利号: 2024100901567
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于无模型IRL算法的离网逆变器电压控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、建立d‑q坐标系下的LC型离网逆变器的数学模型,定义逆变器输出电压参考信号与d‑q轴电压电流信号为增广系统状态,将离网逆变器电压控制问题转化为增广系统的H∞跟踪问题;具体包括如下内容:步骤101、LC型离网逆变器在d‑q坐标系下的数学模型为:(1)

其中, 分别为逆变器桥臂侧电压在d、q轴分量; 分别为逆变器输出电压在d、q轴分量; 分别为滤波电感电流在d、q轴分量; 分别为输出电流在d、q轴分量;ω为电网电压的角频率;

步骤102、将式(1)用以下状态空间方程描述:         (2)其中, 是状态向量, 是输入向量, 是扰动向量, 是输出向量,状态矩阵,输入矩阵 ,扰动矩阵 ,输出矩阵;

步骤103、逆变器参考电压满足        (3);

其中, ;

则系统输出和参考信号之间的误差为          (4);

步骤104、定义增广系统状态为 ,则增广系统动态为:

          (5);

其中, , ,

, ;

步骤105、定义增广系统的 增益条件为     (6);

步骤106、定义跟踪代价函数为    (7);

步骤107、H∞电压控制问题表示为:寻找一个控制器   (8)

满足以下条件:

1)闭环系统满足衰减条件即式(6);

时的跟踪误差动力学即式(4)是渐近稳定的;

步骤2、基于零和博弈思想,建立跟踪Hamilton‑Jacobi‑Isaacs方程,提出无模型IRL算法求解HJI方程;具体包括如下内容:步骤201、H∞控制问题的可解性等价于下面零和博弈的可解性:    (9);

其中,J定义在式(7)中, 是最优值函数;若以下纳什均衡成立,此时二人零和博弈控制问题具有唯一的解    (10);

步骤202、增广系统(5)的值函数表示为     (11);

步骤203、将跟踪代价函数两边同时对t求导,得如下Bellman方程  (12);

相应的Hamiltonian方程为   (13);

步骤204、使用条件 ,最优控制输入和最坏情况下的扰动为

  (14)

    (15);

步骤205、将式(14)和式(15)带入式(12),得到跟踪HJI方程和跟踪博弈代数Riccati方程;

   (16)

    (17);

步骤206、将式(5)改写成     (18);

其中, ,则相应的Bellman方程为:     (19)

其中, ;

步骤3、给定初始控制增益、初始扰动增益,在探测噪声作用下收集增广系统状态数据,根据测量数据计算包含状态值、控制输入值和扰动值的Kronecker积,推导出迭代逆变器电压控制策略;具体包括如下内容:步骤301、定义以下两个运算符;有

步骤302、使用Kronecker积,得到:    (20)

 (21)

 (22)

 (23);

步骤303、对于任意给定的稳定控制增益 ,式(19)表示的线性方程的矩阵形式如下    (24);

其中,

,

步骤304,若 满秩,则式(23)直接解为   (25);

则推导出的电压控制迭代解为     (26)。