CN117977592A - 基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法 - Google Patents

基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法 Download PDF

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CN117977592A CN202410034698.2A CN202410034698A CN117977592A CN 117977592 A CN117977592 A CN 117977592A CN 202410034698 A CN202410034698 A CN 202410034698A CN 117977592 A CN117977592 A CN 117977592A
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周国辉
喻俊
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Abstract

本申请公开了一种基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,建立初始控制系统的系统模型,得到初始被控对象离散传递函数;在初始控制器的传统重复控制器内模增加延迟通道,得到目标控制器;在初始被控对象中增加一个比例控制器,得到目标被控对象;根据稳定性补偿器和相位超前补偿器补偿后的目标被控对象的幅频特性曲线和相频特性曲线确定控制增益,得到延迟重复控制器内模,通过目标控制器对目标被控对象输出的电流谐波进行抑制。在重复控制器内模中增加延迟通道,可以抑制外部干扰对控制系统的影响。延迟重复控制的谐振带宽随延迟系数的增大而变宽,电网频率发生波动时,控制器在谐振频率处依旧拥有较高的增益,提高了控制系统对频率波动的鲁棒性。

Description

基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法
技术领域
本申请涉及工业控制技术领域,更具体地说,涉及一种基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法。
背景技术
新能源可以有效地减少化石能源的使用,近年来,随着新能源技术得到大力发展。电力电子逆变器作为新能源发电的关键设备,在能源转换和存储中发挥着至关重要的作用。在实际应用工程设施中,由于接入非线性负载、负载突变等问题,会导致逆变器输出波形谐波含量高、电能质量低的问题。
重复控制(repetitive control,RC)是一种简单高效的控制技术。通过重复控制技术使逆变器可以向电网馈入高质量的正弦电流(低总谐波失真(totalharmonicdistortion,THD)的电流),或在孤岛微电网应用中提供低THD电压。含有已知频率周期信号内模的重复控制,在周期基波信号及谐波信号频率处可以提供极高开环增益,能够实现无静差跟踪或扰动消除。目前,重复控制技术已广泛应用于各种谐波抑制场合。然而,重复控制内模固有的延迟环节和递推结构会降低系统的动态性能。为了避免系统动态性能降低,可以通过并联比例控制器的比例积分多谐振型重复控制来提高系统的动态响应性能。
然而,现有传统重复控制技术由于谐振带宽窄,当电气负载和发出的能量不平衡时,尤其是弱电网的特殊工况下,电网频率出现波动,重复控制技术在基波和谐波频率处的开环增益降低,导致参考跟踪和谐波抑制能力变弱,控制系统应对电网频率波动的鲁棒性差。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,用于解决现有重复控制的电流谐波抑制方法,电网频率出现波动时,参考跟踪和谐波抑制能力变弱,控制系统应对电网频率波动的鲁棒性差的问题。
为实现上述目的,现提出的方案如下:
一种基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,包括:
建立初始控制系统的系统模型,得到初始被控对象的离散传递函数,所述初始被控对象包括逆变桥、LCL滤波器,所述初始控制系统包括初始被控对象和初始控制器;
在所述初始控制器的传统重复控制器内模中增加延迟通道,得到基于延迟重复控制的目标控制器,所述目标控制器包括延迟重复控制器内模、稳定性补偿器和相位超前补偿器;
在所述初始被控对象中增加一个比例控制器,得到目标被控对象,并根据所述初始被控对象的离散传递函数确定比例控制器的比例增益;
根据所述稳定性补偿器和所述相位超前补偿器补偿后的所述目标被控对象的幅频特性曲线和相频特性曲线确定所述延迟重复控制器内模的控制增益,得到所述延迟重复控制器内模;
通过所述目标控制系统对所述目标被控对象输出的电流谐波进行抑制,所述目标控制系统包括所述目标控制器和所述目标被控对象。
优选地,在所述初始被控对象中增加一个比例控制器,得到目标被控对象,并根据所述初始被控对象的离散传递函数确定比例控制器的比例增益,包括:
根据所述目标被控对象与初始被控对象的关系,得到目标被控对象表达式,所述目标被控对象表达式为其中,P(z)为初始被控对象的离散传递函数,kp为比例增益;
根据所述目标被控对象的特征根和幅频特性曲线,确定所述比例控制器的比例增益;
将所述比例增益代入所述目标被控对象表达式,得到目标被控对象。
优选地,根据所述稳定性补偿器和所述相位超前补偿器补偿后的所述目标被控对象的幅频特性曲线和相频特性曲线确定所述延迟重复控制器内模的控制增益,包括:
确定目标控制系统的系统特征方程,所述目标控制系统包括目标被控对象和目标控制器;
根据所述系统特征方程确定使得所述目标控制系统稳定的稳定条件集合;
通过所述稳定性补偿器和所述相位超前补偿器对所述目标被控对象进行补偿,得到目标被控对象补偿后的相频特性曲线和幅频特性曲线;
根据所述相频特性曲线确定所述超前相位补偿器的相位超前补偿拍数,得到所述超前相位补偿器;
根据所述相频特性曲线、所述幅频特性曲线和所述稳定条件集合,确定所述延迟重复控制器内模的控制增益。
优选地,确定目标控制系统的系统特征方程,包括:
根据所述目标控制系统和所述目标被控对象,确定系统误差传递函数,所述系统误差传递函数为:其中,iref(z)为所述目标控制系统的电流参考,dg(z)为电网电压带来的扰动,GDRC(z)为延迟重复控制器内模,kp为比例增益,P(z)为初始被控对象的离散传递函数;
根据所述系统误差传递函数确定系统特征方程为:
其中,P0(z)为目标被控对象。
优选地,所述稳定条件集合,包括:
S(ω)+θP(ω)+mω|<90°,
其中,ω为角频率,θP(ω)为目标被控对象P0(z)的相频特性曲线,θs(ω)为稳定性补偿器S(z)的相频特性曲线,NP(ω)为目标被控对象P0(z)的幅频特性曲线,Ns(ω)为稳定性补偿器S(z)的幅频特性曲线,Q(z)为内模滤波器或内模系数,B(z)为延迟通道的延迟系数或零相位低通滤波器,m为相位超前补偿拍数,kr为延迟重复控制器内模的控制增益。
优选地,通过所述目标控制系统对所述目标被控对象输出的电流谐波进行抑制,包括:
通过所述目标被控对象中的LCL滤波器对所述目标控制系统的电流的高频谐波进行滤除,得到电流反馈信号,所述电流反馈信号与参考电流信号做差形成偏差信号,所述偏差信号通过所述延迟重复控制器内模后得到初始电流控制信号;
通过所述稳定性补偿器对所述初始电流控制信号中的高频谐波进行滤除,得到中间电流控制信号;
通过所述相位超前补偿器补偿所述中间电流控制信号的相位滞后,得到目标电流控制信号。
优选地,所述稳定性补偿器包括三阶低通滤波器或低阶巴特沃斯低通滤波器。
从上述技术方案可以看出,本申请实施例提供的建立初始控制系统的系统模型,得到初始被控对象的离散传递函数,其中,初始被控对象包括逆变桥、LCL滤波器,初始控制系统包括初始被控对象和初始控制器;在初始控制器的传统重复控制器内模中增加延迟通道,得到基于延迟重复控制的目标控制器,其中,目标控制器包括延迟重复控制器内模、稳定性补偿器和相位超前补偿器;在初始被控对象中增加一个比例控制器,得到目标被控对象,并根据初始被控对象的离散传递函数确定比例控制器的比例增益;根据稳定性补偿器和相位超前补偿器补偿后的目标被控对象的幅频特性曲线和相频特性曲线确定延迟重复控制器内模的控制增益,得到延迟重复控制器内模;通过目标控制器对目标被控对象输出的电流谐波进行抑制,其中,目标控制系统包括目标被控对象和目标控制器。在初始控制器的传统重复控制器内模中增加一条延迟通道,从而可以抑制外部干扰对控制系统的影响。此外,目标控制器中的延迟重复控制的谐振带宽随着延迟系数的增大而变宽,在电网频率发生波动时,控制器在谐振频率处依旧拥有较高的增益,提高了控制系统对频率波动的鲁棒性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法流程图;
图2为本申请实施例提供的一种控制系统模型示意图;
图3为本申请实施例提供的一种延迟重复控制内模框架示意图;
图4a-图4b为本申请实施例提供的延迟系数在不同取值区间内的幅频特性曲线;
图5为本申请实施例提供的一种目标控制系统框架示意图;
图6a-图6c为本申请实施例提供的不同延迟系数时的电流波形及THD仿真图;
图7为本申请实施例提供的不同延迟系数时的电流波形及THD的对比图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
首先,结合图1对本申请实施例提供的一种基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,如图1所示,方法可以包括:
步骤S01,建立初始控制系统的系统模型,得到初始被控对象的离散传递函数。
具体地,初始控制系统包括初始被控对象和初始控制器,因此,根据初始控制系统进行电路分析,可以得到初始被控对象的数学模型。将被控对象中各部分参数代入传递函数,可以得到被控对象的离散传递函数。以单相并网逆变器作为控制系统为例,对单相并网逆变器进行电路拓扑,可以得到单相逆变器系统的系统模型如图2所示,将LCL滤波器和逆变桥作为初始控制系统中的初始被控对象,其中,逆变桥电路等效增益kpwm~1。可以得到初始被控对象的传递函数为被控对象参数如表1所示,将表一中的参数代入得到的传递函数中,并将传递函数转换为离散离散传递函数P(z),其中离散传递函数表达式为/>
表1
参数 数值
逆变器侧滤波电感L1 4.4mH
网侧滤波电感L2 0.4mH
滤波电容C 4.7μF
直流侧输入电压udc 380V
电网额定频率fg 50Hz
开关频率fsw 10KHz
采样频率fs 10KHz
死区时间 3.2μs
步骤S02,在初始控制器的传统重复控制器内模中增加延迟通道,得到基于延迟重复控制的目标控制器。
具体地,在初始控制器中的传统重复控制器内模中增加一条延迟通道,得到目标控制器。初始控制器中传统重复控制器内模的内模传递函数为T0为参考信号的周期,将内模传递函数转换为内模离散传递函数,得到内模离散传递函数为Q(z)为内模滤波器,N=fs/fref是传统重复控制的延迟拍数,fs为采样周期和fref为参考信号频率。在初始控制器中的传统重复控制器内模增加延迟通道B,得到延迟重复控制器的延时内模模型如图3所示,延时内模的传递函数为B为延时系数。其中,B的选取有以下几种方式:
1、B可以选择常数。此时,目标控制器中的延迟重复控制器内模的结构可以视为初始控制器中的重复控制器内模的控制增益增大了(1+B)倍。
2、B为延迟通道,在此时B=B(z)z-N,B(z)的选取还分为以下两种情况:
(1)B(z)可以选取低通滤波器作为,此时,当目标控制器工作在低频段时,如:低于1000Hz,此时|B(z)|=1,延迟通道将传统重复控制内模输出信号延迟一个周期后再次输出,以此构成延迟重复控制。
(2)B(z)可以选取常数作为延迟系数。如图4a所示,当延迟系数在区间[-1,0]调整时,可以使延迟重复控制的幅频特性曲线在单位增益(如:0dB)和传统重复控制之间过渡;如图4b所示,当延迟系数在区间[0,1]调整时,可以通过增大延迟系数,使得延迟重复控制的频带的带宽变宽,增益变大。此外,B(z)当作延迟系数时的取值也可选为大于1的数值。
内模滤波器Q(z)可以选取为低通滤波器或者选取小于1的常数作为内模系数。当Q(z)为低通滤波器时,在低频段(如:1000Hz范围内),|Q(z)|=1,即小于1000Hz的谐振频率处的增益为无穷大,重复控制可以对截止频率以内信号可以实现无误差跟踪,此时,控制系统的跟踪性能和谐波抑制效果优越。当Q(z)选取常数作为内模系数时,传统重复控制的极点稳定范围由单位圆变为半径为1/|Q(z)|的圆,使得控制系统的稳定性得到提高,谐振带宽变宽;示例如:可以选0.95或0.98作为内模系数。
步骤S03,在初始被控对象中增加一个比例控制器,得到目标被控对象,并根据初始被控对象的离散传递函数确定比例控制器的比例增益。
具体地,根据目标被控对象与初始被控对象的关系,得到目标被控对象表达式,目标被控对象表达式为其中,P(z)为初始被控对象的离散传递函数,kp为比例增益。对于目标被控对象,应尽可能保证低频段幅频特性和相频特性平坦,因此,可以根据目标被控对象的特征根和幅频特性曲线,确定比例控制器的比例增益;将比例增益代入目标被控对象表达式,得到目标被控对象。示例如:在满足P0(z)特征根都位于单位圆内(满足稳定性的要求)的情况下,可以选择使得目标被控对象P0(z)在低频段的幅频特性曲线相对平坦,且使得P0(z)拥有较小相位滞后的比例增益kp
步骤S04,根据稳定性补偿器和相位超前补偿器补偿后的目标被控对象的幅频特性曲线和相频特性曲线确定延迟重复控制器内模的控制增益,得到延迟重复控制器内模。
具体地,目标控制系统包括目标被控对象和目标控制器。目标控制系统图5所示,根据图5可以确定目标控制系统的系统特征方程。根据目标控制器和目标被控对象,确定目标控制系统的系统误差传递函数其中,iref(z)为目标控制系统的电流参考,dg(z)为电网电压带来的扰动,GDRC(z)为目标控制器,kp为比例增益,P(z)为初始被控对象的离散传递函数,根据系统误差传递函数确定系统特征方程为:
Δ=1+[GDRC(z)+kp]P(z)
=[1+kpP(z)][1+GDRC(z)P0(z)]
其中,P0(z)为目标被控对象。
根据系统特征方程确定使得目标控制系统稳定的延迟重复控制器内模的控制增益条件和相位超前补偿拍数条件。示例如:通过特征方程可得到两个稳定条件:①1+kpP(z)的根在单位圆内;②1+GDRC(z)P0(z)≠0。
其中,根据条件②可得:
只需要满足|Q(z)z-N-(1+B(z)z-N)Q(z)z-NkrzmS(z)P0(z)|<1即可,由于参考信号和干扰信号的频率都是基频的整数倍,令|z-N|=1,可得|Q(z)-(1+B(z))Q(z)krzmS(z)P0(z)|<1。
通过频率特性可得P0(jω)=NP(ω)exp(jθP(ω)),S(jω)=NS(ω)exp(jθS(ω))。其中,ω为角频率,NP(ω)和Ns(ω)分别为目标被控对象P0(z)和稳定性补偿器S(z)的幅频特性曲线,θP(ω)和θs(ω)分别为目标被控对象P0(z)和稳定性补偿器S(z)的相频特性曲线。因此,根据频率特性可以得到:
通过欧拉公式展开指数函数e,可以得到:
0<|(1+B(z))Q(z)|krNS(ω)NP(ω)<(1+|Q(z)|)cos[θS(ω)+θP(ω)+mω]。
由于kr>0,NP(ω)>0,NS(ω)>0,根据系统特征方程可以得到稳定条件集合,稳定条件集合包括:
S(ω)+θP(ω)+mω|<90°,
其中,m为相位超前补偿拍数,kr为延迟重复控制器内模的控制增益。
通过稳定性补偿器和相位超前补偿器对目标被控对象进行补偿,得到目标被控对象补偿后的相频特性曲线和幅频特性曲线。根据相频特性曲线确定超前相位补偿器的相位超前补偿拍数,得到超前相位补偿器。根据相频特性曲线、幅频特性曲线和所述稳定条件集合,确定延迟重复控制器内模的控制增益。
目标控制器可以通过稳定性补偿器S(z)来衰减高频信号,通过稳定性补偿器S(z)使得截止频率以内的幅频特性曲线保持常数增益。稳定性补偿器通常由三阶低通滤波器或低阶巴特沃斯低通滤波器组成。示例如:以三阶巴特沃斯低通滤波器作为稳定性补偿器。若截止频率设置为1kHz,则三阶巴特沃斯低通滤波器S(z)为:
目标控制器可以通过相位超前补偿器来补偿由目标被控对象P0(z)和稳定性补偿器S(z)造成的相位滞后,尤其是高频区域的相位滞后,相位超前补偿器zm可以提供一个角度为θ=m(ω/ωN)180°的超前角度。合适的相位超前补偿zm不仅可以提高目标控制系统的稳定性,而且可以使延迟重复控制器内模具有较大的控制增益kr,进而使系统具有更快的卷积速度和更小的稳态误差。
相位超前补偿拍数m可以选择使S(z)P0(z)zm的相频特性曲线在低频段更接近0°所代表的m值,不同目标被控对象取得m值不尽相同。确定相位超前补偿拍数m之后,可以得到超前相位补偿器。进而可以画S(z)P0(z)zm的Bode图,取得幅频特性曲线变化范围和相频特性曲线变化范围,并将幅频和相频代入到稳定条件集合的稳定条件中,得到延迟重复控制器内模的控制增益kr的取值范围。示例如:可以设置m=8,画S(z)P0(z)zm的Bode图,取得S(z)P0(z)zm的幅频特性曲线变化范围和相频特性曲线变化范围,代入到稳定条件集合的稳定条件,得到延迟重复控制器内模的控制增益kr的取值范围为kr≤15。
步骤S05,通过目标控制器对目标被控对象输出的电流谐波进行抑制。
具体地,通过目标被控对象中的LCL滤波器对目标控制系统的电流的高频谐波进行滤除,得到电流反馈信号,电流反馈信号与参考电流信号做差形成偏差信号,偏差信号通过延迟重复控制器内模后得到初始电流控制信号;通过稳定性补偿器对初始电流控制信号中的高频谐波进行滤除,得到中间电流控制信号;通过相位超前补偿器补偿所述中间电流控制信号的相位滞后,得到目标电流控制信号。
从上述技术方案可以看出,本申请实施例提供的建立初始控制系统的系统模型,得到初始被控对象的离散传递函数,其中,初始被控对象包括逆变桥、LCL滤波器,初始控制系统包括初始被控对象和初始控制器;在初始控制器的传统重复控制器内模中增加延迟通道,得到基于延迟重复控制的目标控制器,其中,目标控制器包括延迟重复控制器内模、稳定性补偿器和相位超前补偿器;在初始被控对象中增加一个比例控制器,得到目标被控对象,并根据初始被控对象的离散传递函数确定比例控制器的比例增益;根据稳定性补偿器和相位超前补偿器补偿后的目标被控对象的幅频特性曲线和相频特性曲线确定延迟重复控制器内模的控制增益,得到延迟重复控制器内模;通过目标控制器对目标被控对象输出的电流谐波进行抑制,其中,目标控制系统包括目标被控对象和目标控制器。在初始控制器的传统重复控制器内模中增加一条延迟通道,从而可以抑制外部干扰对控制系统的影响。此外,目标控制器中的延迟重复控制的谐振带宽随着延迟系数的增大而变宽,在电网频率发生波动时,控制器在谐振频率处依旧拥有较高的增益,提高了控制系统对频率波动的鲁棒性。
接下来,本申请实施例对本申请提供的基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法的可行性进行验证,验证过程如下:
建立如图2所示的单相并网逆变器的仿真模型,目标控制器使用延迟系数B(z)=0、B(z)=0.5及B(z)=1时的延迟重复控制来实现并网逆变器谐波电流抑制,在电网中加入奇次谐波,电网电压THD为7.72%,奇次谐波含量如表2所示:
表2
阶次 3次 5次 7次 9次 11次 13次 15次
含量 5% 4% 3% 2% 1% 1% 1%
当B(z)=0,对目标控制系统的单相并网逆变器输出电流波形及并网电流THD分析如图6a所示。
当B(z)=0.5,对目标控制系统的单相并网逆变器输出电流波形及并网电流THD分析如图6b所示。
当B(z)=1,对目标控制系统的单相并网逆变器输出电流波形及并网电流THD分析如图6c所示。
将不同延迟系数下的电流波形和并网电流THD进行综合分析,得到电流波形和THD对比图,如图7所示,本申请提出的基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法随着延迟系数B(z)在区间[0,1]增大,谐波抑制能力更强,对电网频率波动的鲁棒性更强。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,其特征在于,包括:
建立初始控制系统的系统模型,得到初始被控对象的离散传递函数,所述初始被控对象包括逆变桥、LCL滤波器,所述初始控制系统包括初始被控对象和初始控制器;
在所述初始控制器的传统重复控制器内模中增加延迟通道,得到基于延迟重复控制的目标控制器,所述目标控制器包括延迟重复控制器内模、稳定性补偿器和相位超前补偿器;
在所述初始被控对象中增加一个比例控制器,得到目标被控对象,并根据所述初始被控对象的离散传递函数确定比例控制器的比例增益;
根据所述稳定性补偿器和所述相位超前补偿器补偿后的所述目标被控对象的幅频特性曲线和相频特性曲线确定所述延迟重复控制器内模的控制增益,得到所述延迟重复控制器内模;
通过所述目标控制系统对所述目标被控对象输出的电流谐波进行抑制,所述目标控制系统包括所述目标控制器和所述目标被控对象。
2.根据权利要求1所述的基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,其特征在于,在所述初始被控对象中增加一个比例控制器,得到目标被控对象,并根据所述初始被控对象的离散传递函数确定比例控制器的比例增益,包括:
根据所述目标被控对象与初始被控对象的关系,得到目标被控对象表达式,所述目标被控对象表达式为其中,P(z)为初始被控对象的离散传递函数,kp为比例增益;
根据所述目标对象的特征根和幅频特性曲线,确定所述比例控制器的比例增益;
将所述比例增益代入所述目标被控对象表达式,得到目标被控对象。
3.根据权利要求2所述的基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,其特征在于,根据所述稳定性补偿器和所述相位超前补偿器补偿后的所述目标被控对象的幅频特性曲线和相频特性曲线确定所述延迟重复控制器内模的控制增益,包括:
确定目标控制系统的系统特征方程,所述目标控制系统包括目标被控对象和目标控制器;
根据所述系统特征方程确定使得所述目标控制系统稳定的稳定条件集合;
通过所述稳定性补偿器和所述相位超前补偿器对所述目标被控对象进行补偿,得到目标被控对象补偿后的相频特性曲线和幅频特性曲线;
根据所述相频特性曲线确定所述超前相位补偿器的相位超前补偿拍数,得到所述超前相位补偿器;
根据所述相频特性曲线、所述幅频特性曲线和所述稳定条件集合,确定所述延迟重复控制器内模的控制增益。
4.根据权利要求3所述的基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,其特征在于,确定目标控制系统的系统特征方程,包括:
根据所述目标控制器和所述目标被控对象,确定系统误差传递函数,所述系统误差传递函数为:其中,iref(z)为所述目标控制系统的电流参考,dg(z)为电网电压带来的扰动,GDRC(z)为延迟重复控制器内模,kp为比例增益,P(z)为初始被控对象的离散传递函数;
根据所述系统误差传递函数确定系统特征方程为:
其中,P0(z)为目标被控对象。
5.根据权利要求4所述的基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,其特征在于,所述稳定条件集合,包括:
S(ω)+θP(ω)+mω|<90°,
其中,ω为角频率,θP(ω)为目标被控对象P0(z)的相频特性曲线,θs(ω)为稳定性补偿器S(z)的相频特性曲线,NP(ω)为目标被控对象P0(z)的幅频特性曲线,Ns(ω)为稳定性补偿器S(z)的幅频特性曲线,Q(z)为内模滤波器或内模系数,B(z)为延迟通道的延迟系数或零相位低通滤波器,m为相位超前补偿拍数,kr为延迟重复控制器内模的控制增益。
6.根据权利要求1所述的基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,其特征在于,通过所述目标控制器对所述目标被控对象输出的电流谐波进行抑制,包括:
通过所述目标被控对象中的LCL滤波器对所述目标控制系统的电流的高频谐波进行滤除,得到电流反馈信号,所述电流反馈信号与参考电流信号做差形成偏差信号,所述偏差信号通过所述延迟重复控制器内模后得到初始电流控制信号;
通过所述稳定性补偿器对所述初始电流控制信号中的高频谐波进行滤除,得到中间电流控制信号;
通过所述相位超前补偿器补偿所述中间电流控制信号的相位滞后,得到目标电流控制信号。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于延迟重复控制的电流谐波抑制方法,其特征在于,所述稳定性补偿器包括三阶低通滤波器或低阶巴特沃斯低通滤波器。
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