一种多模结构重复控制器制造技术

本实用新型专利技术公布了一种多模结构重复控制器，所述控制器包括以并联方式组合的n个子重复控制器模块组和一个加法环，其中第i(i=0,1,…,n-1)个子重复控制器模块组用于实现对(±nk+i)次谐波的无静差跟踪或消除；每个子重复控制器模块组包括一个重复控制增益模块、一个指数增益模块、一个时间延迟模块和二个加法环。为提高控制系统稳定性和抗干扰能力，还给出了加入阻尼增益系数和滤波器的改进的多模结构重复控制器以满足实际应用的要求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术提出了一种多模结构重复控制器，用于根据谐波幅值的分布规律，单独灵活地调节各类谐波所对应的增益系数，从而实现系统快速无静差跟踪或消除的目的， 属于工业控制的重复控制器领域。
技术介绍
多年来，周期性信号的跟踪和扰动抑制补偿问题一直是众多研究人员关注的课题，而基于内模原理的重复控制就是一种十分有效的控制手段。一般的重复控制器采用延迟时间τ为Τ。的延迟环节来构造基波周期为Τ。的周期信号的内模，并将之嵌入控制回路中，从而能够对该种周期性信号(包括正弦基波及其各次谐波)实施静态无差跟踪控制或扰动消除，但是无法根据各类谐波幅值分布的规律单独灵活的调节各类谐波所对应的增益，实际当中重复控制器多以数字方式实现该周期性信号的内模，其所占用的内存单元数目至少为N(其中N = T。/Ts为整数，Ts为采样时间)。然而在实际应用中，需要跟踪或消除的各类谐波幅值的分布并不是均勻的，例如三相整流负载给电源系统所造成的谐波污染大部分集中于f5k±l(k= 1，2，...)次谐波频率处，其他谐波频率处的谐波幅值则很小。若采用一般的重复控制器来消除这类谐波，会出现周期性扰动消失非常缓慢的现象，往往无法满足实际系统对控制性能的要求。若能提出新的重复控制器，根据谐波幅值的分布规律，单独灵活地调节各类谐波所对应的增益系数，并通过改造控制器中信号的内模，将其最大控制延迟时间缩短，将能够大大提高系统消除扰动的速度。因此仍有必要对重复控制技术做进一步的研究。
技术实现思路
技术问题本技术的目的是提出一种多模结构重复控制器，该重复控制器由 η个子重复控制器模块组以并联相加方式组成，其中各子重复控制器模块组分别用于不同的特定类谐波的无静差跟踪或消除，从而可根据各类谐波幅值分布的具体情况，单独调节相应的子重复控制器模块组的重复控制增益系数，通过并行计算的方式达到更快实现系统无静差跟踪或消除的目的。技术方案本技术为实现上述目的，采用如下技术方案本技术的一种多模结构重复控制器，包括以并联相加方式组合而成的η个子重复控制器模块组和一个加法环，其中所述重复控制器的输入端分别接每个子重复控制器模块组的输入端，每个子重复控制器模块组的输出端接加法环的输入端；每个子重复控制器模块组都包括重复控制增益模块、指数增益模块、时间延迟模块和二个加法环，其中重复控制增益模块的输入端作为对应子重复控制器模块组的输入端，重复控制增益模块的输出端和时间延迟模块的输出端接第一加法环的输入端，第一加法环的输出端和时间延迟模块的输出端接第二加法环的输入端，第一加法环的输出端同时串接指数增益模块后接时间延迟模块的输入端，第二加法环的输出端作为对应子重复控制器模块组的输出端，其中η为大于0的自然数。所述时间延迟模块的输出端分别串接滤波器，所述时间延迟模块分别带有阻尼增益系数。所述时间延迟模块为模拟或数字时间延迟模块。有益效果1、本技术所提出的这种多模结构重复控制器可根据各类谐波幅值分布的规律，单独灵活的调节各类谐波对应的子重复控制增益系数，从而既可实现对全部谐波的无静差跟踪或扰动抑制，又能极大地提高系统消除扰动的速度。2、本技术所提出的这种多模结构重复控制器中η个子重复控制器模块组是以并联相加方式组合成的，而每一个子重复控制器模块组都可消除或跟踪特定类的谐波， 以第i(i =0，1，...，η-1)个子重复控制器模块组为例，跟踪或消除(士nk+i)次谐波，所以每一个子重复控制器模块组都可视为一个独立的重复控制器进行设计其重复控制增益系数，从而增加了设计的灵活性。3、这种多模结构重复控制器给出了重复控制器的一种通用表达式，统一了多种重复控制器，如Jesus Leyva Ramos等所申请的专利文献“R印etitive Controller to Compensate for odd Harmonics”，US 2007/0067051 Al, Mar. 22，2007 —文中所应用的奇次谐波重复控制器是本技术多模结构重复控制器当η = 2和Ic1兴OAtl = 0时的特例； 而 Jesus Leyva Ramos 等所申请的专利文献"Repetitive Controller for Compensation of Periodic Signals”，US2007/0055721 Al，Mar. 8，2007 —文中所应用的常规重复控制器是本技术多模结构重复控制器当η = 1时的特例。4、本技术所提出的这种多模结构重复控制器中η个子重复控制器模块组是以并联相加方式组成的，其最大延迟时间只相当于一个时间延迟环节的最大延迟时间为 (T0Zn) << Τ。，因此响应速度要比一般的重复控制器快得多。附图说明图1是本技术提出的多模结构重复控制器。图2是图1的数字实现形式，为多模结构数字重复控制器。图3是在图1基础上加入阻尼增益系数和滤波器的改进的多模结构重复控制器。图4是图3的数字实现形式，为改进的多模结构数字重复控制器。具体实施方式以下结合附图对技术的技术方案进行详细说明本技术所提出的多模结构重复控制器结构框图如图1所示，其传递函数为权利要求1.一种多模结构重复控制器，其特征在于包括以并联相加方式组合而成的《个子重复控制器模块组和一个加法环，其中所述重复控制器的输入端分别接每个子重复控制器模块组的输入端，每个子重复控制器模块组的输出端接加法环的输入端；每个子重复控制器模块组都包括重复控制增益模块、指数增益模块、时间延迟模块和二个加法环，其中重复控制增益模块的输入端作为对应子重复控制器模块组的输入端，重复控制增益模块的输出端和时间延迟模块的输出端接第一加法环的输入端，第一加法环的输出端和时间延迟模块的输出端接第二加法环的输入端，第一加法环的输出端同时串接指数增益模块后接时间延迟模块的输入端，第二加法环的输出端作为对应子重复控制器模块组的输出端，其中η为大于O 的自然数。2.根据权利要求1所述的一种多模结构重复控制器，其特征在于所述时间延迟模块的输出端分别串接滤波器，所述时间延迟模块分别带有阻尼增益系数。3.根据权利要求1或2所述的一种多模结构重复控制器，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。专利摘要本技术公布了一种多模结构重复控制器，所述控制器包括以并联方式组合的n个子重复控制器模块组和一个加法环，其中第i(i=0,1,…,n-1)个子重复控制器模块组用于实现对(±nk+i)次谐波的无静差跟踪或消除；每个子重复控制器模块组包括一个重复控制增益模块、一个指数增益模块、一个时间延迟模块和二个加法环。为提高控制系统稳定性和抗干扰能力，还给出了加入阻尼增益系数和滤波器的改进的多模结构重复控制器以满足实际应用的要求。文档编号G05B11/32GK202033610SQ201120115340公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日专利技术者卢闻州, 周克亮 申请人:东南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多模结构重复控制器，其特征在于包括以并联相加方式组合而成的ｎ个子重复控制器模块组和一个加法环，其中所述重复控制器的输入端分别接每个子重复控制器模块组的输入端，每个子重复控制器模块组的输出端接加法环的输入端；每个子重复控制器模块组都包括重复控制增益模块、指数增益模块、时间延迟模块和二个加法环，其中重复控制增益模块的输入端作为对应子重复控制器模块组的输入端，重复控制增益模块的输出端和时间延迟模块的输出端接第一加法环的输入端，第一加法环的输出端和时间延迟模块的输出端接第二加法环的输入端，第一加法环的输出端同时串接指数增益模块后接时间延迟模块的输入端，第二加法环的输出端作为对应子重复控制器模块组的输出端，其中ｎ为大于０的自然数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢闻州，周克亮，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：84