【技术实现步骤摘要】
一种分数阶多周期奇次谐波重复控制器设计方法及控制器
[0001]本专利技术属于工业控制领域,特别涉及一种分数阶多周期奇次谐波 重复控制器设计方法及控制器,用于可编程交流电源、电力变换器、 伺服电机等含有多个不相关基波频率分量的装置对周期性信号实施 精确控制,这些不相关的基波频率分量中任意两个分量的周期比值均 不是整数。
技术介绍
[0002]对各种的电力以及电机驱动装置而言,其控制系统对周期性信号 的控制性能很大程度上决定了其系统的控制性能。例如可编程交流电 源、电机驱动等装置的实际输出电压/电流信号往往主要由奇次特征电 力谐波所组成,如基波、3次谐波、5次谐波、7次谐波等组成。基于 内模原理的重复控制可以对任何频率已知的任意波形的单一基波频 率的周期性信号实施零误差跟踪或抑制。然而当采用常规重复控制器 对主要由奇次电力谐波所组成的电压、电流信号实施控制时,往往存 在重复控制器所占用的内存空间大且响应速度慢等控制低效问题;而 奇次谐波重复控制器为主要由奇次电力谐波所组成的电压/电流信号 的控制提供了一种量身定制的高效控制手段,它能够在保证良好控制 精确度的同时,将所占用的内存空间减少为常规重复控制器的一半, 而其动态响应速度可达常规重复控制器的两倍。当可编程交流电源等 设备用于产生所需的含有多个不相关基波频率分量的电压/电流时,可 将相应的各个奇次谐波重复控制器简单地并联形成多周期奇次谐波 重复控制器,则可对该类多周期信号实施精确控制。
[0003]然而实际应用当中,每个奇次谐波重复控制器包含相应的延迟单 元 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分数阶多周期奇次谐波重复控制器设计方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:1)针对控制对象G
p
(z)设计出一种常规反馈控制器G
c
(z),得到该反馈控制系统的传递函数H(z)其中,y0(z)为反馈控制器G
c
(z)控制下的系统输出,r(z)为系统的参考输入量,令系统传递函数H(z)的特征方程1+G
c
(z)G
p
(z)=0的所有根均在以原点为中心的单位圆内,以得到稳定的闭环反馈控制系统;2)构造分数阶多周期奇次谐波重复控制器G
M
(z),并插入到所述稳定的闭环反馈控制系统中,式中m为重复控制器的并联数量;下标i代表第i个不相关的周期信号的编号;G
i
(z)为第i个周期信号对应的重复控制器,z为将系统模型从时域变换到离散域的变换算子,k
i
为控制增益,F
i
(z)为系统补偿器,N
i
=T
i
/T
s
为信号周期T
i
与系统采样时间T
s
之比,Q(z)为低通滤波器且|Q(z)|≤1;3)设计分数阶多周期奇次谐波重复控制参数以形成稳定的插入式分数阶多周期奇次谐波重复控制系统,即所述插入式分数阶多周期奇次谐波重复控制系统的传递函数的特征方程1+G
M
(z)H(z)=0的所有根均在以原点为中心的单位圆内,其中y(z)为插入式分数阶多周期奇次谐波重复控制系统输出,d(z) 为系统的干扰输入量;4)调整重复控制器的参数以实现1+G
M
(z)H(z)=0的所有根均在以原点为中心的单位圆内形成稳定的插入式分数阶多周期奇次谐波重复控制系统。2.根据权利要求1所述的一种分数阶多周期奇次谐波重复控制器设计方法,其特征在于:所述步骤4)中重复控制器的参数包括:系统补偿器F
i
(z)、奇次重复控制器增益k
i
。3.根据权利要求2所述的一种分数阶多周期奇次谐波重复控制器设计方法,其特征在于:所述系统补偿器F
i
(z)的选取方法如下:令其中,c为已知的延迟步长,B
‑
(z)的根位于单位圆上或单位圆外,而B
+
(z)的根位于单位圆内;系统补偿器F
i
(z)设计为:
其中b≥max|B
–
(z)|2,从而使得即系统补偿器F
i
(z)为闭环反馈系统传递函数H(z)的零相位补偿器。4.根据权利要求1所述的一种分数阶多周期奇次谐波重复控制器设计方法,其特征在于:所述周期奇次谐波重复控制器G
M
(z)中,无论N
i
=T
i
/T
...
【专利技术属性】
技术研发人员:周克亮,唐超,陈启宏,张立炎,何青青,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。