一种逆变器的自适应控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种逆变器的自适应控制系统，包括无模型自适应控制器、逆变器和动态数据校正滤波器；无模型自适应控制器根据外部信号源当前时刻的正弦波信号以及动态数据校正滤波器当前时刻的滤波信号，得到用来控制逆变器中开关管通断的控制信号，以及得到给动态数据校正滤波器下一时刻所需的预测信号；动态数据校正滤波器在接收到逆变器当前时刻的输出信号经外部扰动和测量噪声干扰而形成的测量信号时，结合当前时刻的预测信号，对测量信号进行过滤，形成无测量噪声及外部扰动的滤波信号反馈，以降低逆变器实际与理论间的偏差。实施本发明专利技术，能有效减少测量噪声对性能的影响，使得反馈到逆变器的信号更加准确，用以提升逆变器输出的准确性。输出的准确性。输出的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器的自适应控制系统


[0001]本专利技术涉及逆变器控制
，尤其涉及一种逆变器的自适应控制系统。

技术介绍

[0002]逆变器是一种可以将直流电转换为交流电的电能转换装置，在能量转换中扮演着至关重要的角色。通过逆变器可以使用直流源为交流负载提供能量，并在不同设备之间传递不同形式的能量，以适应工厂和生活中不同场所的需求。最初的逆变器起到稳频稳压的作用即可，但是随着电力系统的发展，电力负载的多样性逐渐增加，需要提升逆变器的性能才能够满足需求。为了提高逆变器的响应速度、控制精度、跟随性能、抗干扰性能和稳定性能，在电路拓扑一定的条件下，控制技术对逆变器的电能输出起着决定性作用，因而各种控制技术相继出现。控制理论的发展也大大促进了逆变器控制技术发展，研究更为有效的控制方法也就成为逆变器技术的一个重要内容。
[0003]目前，国内外对于逆变器的控制技术已经具备相当丰厚的理论成果与工程应用成功实例。逆变器的控制包含了不同的控制方法，如状态反馈控制、双闭环控制、无差拍控制、滞环控制、重复控制等，每一种控制方法都有其各自的特点，共同构成了一套为电力电子变换器提供精确控制方案的体系。其中，状态反馈控制及双闭环控制属于线性反馈控制策略，是逆变器控制方案中最基本的控制方法，可以达到对变量的快速控制，有效提高系统的稳态动态响应，但是需要对逆变器的电气模型进行非常精确的建模，即使存在微小的偏差也会导致输出不准确。无差拍控制相比于状态反馈控制和双闭环控制，其引入了周期控制的思想，是一种针对特定控制系统的离散控制方案，并且相较于如双闭环控制等逆变器的基本控制策略具有动态响应快，无超调的优点，但是因逆变器的高度非线性特征而不能实现无差调节，因此无法满足逆变器在整流负载下具有高精度控制效果的需求。滞环控制是以直接电流控制为目的的逆变器控制技术，可以使逆变系统具有良好的鲁棒性和动态响应，但是滞环控制的开关频率是可变的使得可控性较差，同时开关变化频率的增加会明显缩短开关器件的使用寿命，同时重负荷及窄滞环条件下因开关器件频率过高、电应力过大等问题都会给控制带来较大难度。重复控制通过构造某一周期性信号的内模并将之嵌入控制回路中，可以实现对该周期性信号(即直流分量、正弦基波分量及其各次谐波分量的叠加信号)的稳态无差跟踪或扰动消除，非常适合用来对电力系统中的谐波进行消除，但是存在延迟环节，导致动态响应较慢，难以满足逆变器的要求。
[0004]另外，上述逆变器的各种控制方法都忽略了测量噪声的影响。事实上，测量噪声在逆变器控制系统中是难以避免的，其可能会因为传感器损坏、环境变化和系统故障等原因而产生，对逆变器的输出波形产生不利影响。由此可见，控制方法越合理，系统中的测量噪声越小，逆变器的性能越理想。反之，会导致逆变器的输出达不到预期。
[0005]因此，亟需一种新的逆变器控制系统，能有效减少测量噪声对性能的影响，使得反馈到逆变器的信号更加准确，用以提升逆变器输出的准确性。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种逆变器的自适应控制系统，能有效减少测量噪声对性能的影响，使得反馈到逆变器的信号更加准确，用以提升逆变器输出的准确性。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种逆变器的自适应控制系统，包括无模型自适应控制器、逆变器和动态数据校正滤波器；其中，
[0008]所述无模型自适应控制器的第一输入端与一外部信号源相连，第二输入端与所述动态数据校正滤波器的输出端相连，第一输出端与所述逆变器的输入端相连，第二输出端与所述动态数据校正滤波器的第一输入端相连；所述无模型自适应控制器，用于根据所述外部信号源当前时刻提供的正弦波信号以及所述动态数据校正滤波器当前时刻输出的滤波信号，得到用来当前时刻控制所述逆变器中开关管通断的控制信号，以及得到提供给所述动态数据校正滤波器下一时刻所需的预测信号；
[0009]所述动态数据校正滤波器的第二输入端与所述逆变器的输出端相连；所述动态数据校正滤波器，用于在接收到所述逆变器当前时刻的输出信号经外部扰动和测量噪声干扰而形成的测量信号时，结合所述无模型自适应控制器当前时刻所提供的预测信号，对所接收到的测量信号进行过滤，形成无测量噪声及外部扰动的滤波信号反馈给所述无模型自适应控制器，以降低所述逆变器实际输出与理论输出间的偏差。
[0010]其中，所述动态数据校正滤波器的滤波信号是基于其所接收的测量信号及预测信号的概率密度分布函数计算得到的。
[0011]其中，所述动态数据校正滤波器的滤波信号的概率密度函数为且其中，y
r
(k)为所述动态数据校正滤波器k时刻输出的滤波信号；y
m
(k)为所述动态数据校正滤波器k时刻接收的测量信号；为所述动态数据校正滤波器k时刻接收的预测信号；y(k)为所述逆变器k时刻的输出信号；
[0012]所述动态数据校正滤波器k时刻接收的测量信号y
m
(k)中外部扰动ζ(k)服从高斯分布，其概率密度分布函数为
[0013]所述动态数据校正滤波器k时刻接收的测量信号y
m
(k)中测量噪声ε(k)的概率密度分数函数为
[0014]其中，若所述测量噪声ε(k)服从高斯分布时，所述动态数据校正滤波器k时刻的滤波信号y
r
(k)为达到最大时的y(k)，即其中，
[0015]外部扰动ζ(k)的方差函数为ζ(k)～(0,ρ2)；测量噪声ε(k)的方差函数为ε(k)～(0,δ2)。
[0016]其中，若所述测量噪声ε(k)不服从高斯分布时，所述动态数据校正滤波器k时刻的滤波信号y
r
(k)为的数学期望，即
其中，
[0017]测量噪声ε(k)为ε(t)＝ωε1(t)+(1
‑
ω)ε2(t)；ε1(k)～(0,δ
12
)；ε2(k)～(b,δ
22
)；η＝ws1+(1
‑
w)s2；
[0018]其中，所述无模型自适应控制器提供给所述动态数据校正滤波器下一时刻所需的预测信号y(k+1)为y(k+1)＝y(k)+φ(k)Δu(k)；其中，
[0019]所述无模型自适应控制器的控制率为J(u(k))＝|r(k+1)
‑
y(k+1)|2+λ|u(k)
‑
u(k
‑
1)|2，可以得到ρ为步长因子且0＜ρ≤1，λ为权重因子且λ＞0；
[0020]所述无模型自适应控制器特征参数估计准则为可以得到μ为权重因子，η为步长序列。
[0021]实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：
[0022]本专利技术的逆变器的自适应控制系统中包含与实际系统更加符合的外部扰动与测量噪声，具有更高的研究价值，且使用了无模型自适应控制器使得逆变器的输出能够在有限时间内跟踪到标准的正弦波，保证了输出性能，同时能够避免传统控制器的参数调整问题，并通过动态数据校正滤波技术有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
+(1
‑
w)s2；6.如权利要求5所述的逆变器的自适应控制系统，其特征在于，所述无模型自适应控制器提供给所述动态数据校正滤波器下一时刻所需的预测信号y(k+1)为y(k+1)＝y(k)+φ(k)Δu(k)；其中，所述无模型自适应控制器的控制率为J(u(k))＝|r...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正江，夏涛，洪智慧，赵升，戴瑜兴，曾国强，黄世沛，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：