專利名稱：一種特定類諧波重復(fù)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提出了一種特定類諧波重復(fù)控制器，用于nk士m次諧波信號(hào)的無誤差跟蹤或完全消除，屬于工業(yè)控制的重復(fù)控制器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多年來，“周期性信號(hào)的跟蹤和擾動(dòng)抑制補(bǔ)償問題”一直是眾多研究人員關(guān)注的課題，而基于內(nèi)模原理的重復(fù)控制就是一種十分有效的控制手段。一般的重復(fù)控制器采用延遲時(shí)間τ為Τ。的延遲環(huán)節(jié)來構(gòu)造基波周期為Τ。的周期信號(hào)的內(nèi)模，并將之嵌入控制回路中，從而能夠?qū)υ摲N周期性信號(hào)(包括正弦基波及其各次諧波)實(shí)施靜態(tài)無差跟蹤控制或擾動(dòng)消除，實(shí)際當(dāng)中重復(fù)控制器多以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)該周期性信號(hào)的內(nèi)模，其所占用的內(nèi)存單元數(shù)目至少為N(其中N = T。/Ts為整數(shù)，Ts為采樣時(shí)間)。然而在一些實(shí)際應(yīng)用中，需要跟蹤或消除的諧波只局限于特定的某類頻率，例如三相整流負(fù)載給電源系統(tǒng)所造成的諧波污染絕大部分集中于故士 1 (k = 1，2，...)次諧波頻率處，而單相整流負(fù)載給電源系統(tǒng)所造成的諧波污染絕大部分集中于4k 士 l(k= 1,2,...)次諧波頻率(即奇次諧波頻率)處。 若能提出新的重復(fù)控制器只針對(duì)這些頻率進(jìn)行補(bǔ)償，通過改造控制器中信號(hào)的內(nèi)模，將其控制延遲時(shí)間縮短，將能夠大大提高系統(tǒng)消除擾動(dòng)的速度，并能夠大大減少其數(shù)字實(shí)現(xiàn)所需占用的存儲(chǔ)空間。因此仍有必要對(duì)重復(fù)控制技術(shù)做進(jìn)一步的研究。

實(shí)用新型內(nèi)容技術(shù)問題本實(shí)用新型的目的是提出一種特定類諧波重復(fù)控制器，該重復(fù)控制器可對(duì)任意nk士m次諧波信號(hào)進(jìn)行完全跟蹤或消除，時(shí)間延遲遠(yuǎn)小于一般的重復(fù)控制器，其跟蹤或消除諧波信號(hào)的速度要遠(yuǎn)快于一般的重復(fù)控制器，且數(shù)字實(shí)現(xiàn)所占用的存儲(chǔ)空間更少，并可以統(tǒng)一現(xiàn)有的多種重復(fù)控制器，其性價(jià)比將大大提升。技術(shù)方案本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型一種特定類諧波重復(fù)控制器，包括重復(fù)控制增益模塊、正反饋增益模塊、加法環(huán)、二個(gè)減法環(huán)和二個(gè)相同的時(shí)間延遲模塊，其中重復(fù)控制增益模塊的輸出端接加法環(huán)的輸入端，加法環(huán)的輸出端接第一減法環(huán)的正輸入端和第一時(shí)間延遲模塊的輸入端， 第一時(shí)間延遲模塊的輸出端接第二時(shí)間延遲模塊的輸入端和正反饋增益模塊的輸入端，第二時(shí)間延遲模塊的輸出端接第一減法環(huán)的負(fù)輸入端和第二減法環(huán)的負(fù)輸入端，正反饋增益模塊的輸出端接第二減法環(huán)的正輸入端，第二減法環(huán)的輸出端接加法環(huán)的輸入端。優(yōu)選地，所述兩個(gè)相同的時(shí)間延遲模塊帶有阻尼增益系數(shù)，所述兩個(gè)相同的時(shí)間延遲模塊的輸出端分別串接低通濾波器。優(yōu)選地，所述時(shí)間延遲模塊為模擬或數(shù)字時(shí)間延遲模塊。有益效果1、本實(shí)用新型所提出的nk士m次諧波重復(fù)控制器專門針對(duì)nk士m次諧波信號(hào)進(jìn)行無誤差跟蹤或擾動(dòng)消除，可以根據(jù)消除諧波擾動(dòng)信號(hào)或跟蹤參考信號(hào)的實(shí)際需求，定制不同的η和m的數(shù)值。如針對(duì)三相逆變中消除故士 1次諧波及跟蹤基波參考信號(hào)的需要，只需令n = 6和m = 1即可；對(duì)單相逆變中消除奇次諧波及跟蹤基波參考信號(hào)的需要，只需令 η = 4 ^P m = 1即可。與一般的重復(fù)控制器相比，其時(shí)間延遲大大減小，消除擾動(dòng)的速度大大提高。2、nk士m次諧波重復(fù)控制器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)所需存儲(chǔ)單元的數(shù)目也大大低于一般的數(shù)
字重復(fù)控制器。3、nk士m次諧波重復(fù)控制器給出了重復(fù)控制器的一種通用表達(dá)式，統(tǒng)一了多種重復(fù)控制器，如Gerardo Escobar Valderrama等所申請(qǐng)的專利文獻(xiàn)“R印etitive Controller to Compensate for (61 士 1) Harmonics，，，US 2008/0167735A1, Jul. 10，2008 —文中所應(yīng)用的故士 1次諧波重復(fù)控制器是本實(shí)用新型nk士m次諧波重復(fù)控制器當(dāng)n = 6和m = 1時(shí)的
JesusLeyva Ramos ^ljf iitW^^Ji^"Repetitive Controller to Compensate for odd Harmonics",US 2007/0067051 Al，Mar. 22，2007 —文中所應(yīng)用的奇次諧波重復(fù)控制器是本實(shí)用新型nk士m次諧波重復(fù)控制器當(dāng)η = 4和m = 1時(shí)的特例；而Jesus Leyva Ramos 等所申請(qǐng)的專利文獻(xiàn)"Repetitive Controller for Compensation of Periodic Signals", US 2007/0055721 Al，Mar. 8，2007 —文中所應(yīng)用的常規(guī)重復(fù)控制器是本實(shí)用新型nk士m次諧波重復(fù)控制器當(dāng)η = 1和m = 0時(shí)的特例。4、nk士m次諧波重復(fù)控制器用來消除nk+m和nk-m這兩種頻率之比不為整數(shù)倍關(guān)系的擾動(dòng)時(shí)只需要一種時(shí)間延遲環(huán)節(jié)來構(gòu)造擾動(dòng)信號(hào)內(nèi)模，因此簡化了重復(fù)控制器中時(shí)間延遲環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。

圖1是本實(shí)用新型提出的一種特定類諧波重復(fù)控制器即nk士m次諧波重復(fù)控制
ο圖2是圖1的數(shù)字實(shí)現(xiàn)形式，為nk士m次諧波數(shù)字重復(fù)控制器。圖3是在圖1基礎(chǔ)上加入時(shí)間延遲阻尼增益系數(shù)和低通濾波器的改進(jìn)的nk士m次諧波重復(fù)控制器。圖4是圖3的數(shù)字實(shí)現(xiàn)形式，為改進(jìn)的nk士m次諧波數(shù)字重復(fù)控制器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明本實(shí)用新型所提出的nk士m次諧波重復(fù)控制器結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，其傳遞函數(shù)為
權(quán)利要求1.一種特定類諧波重復(fù)控制器，其特征在于包括重復(fù)控制增益模塊、正反饋增益模塊、 加法環(huán)、二個(gè)減法環(huán)和二個(gè)相同的時(shí)間延遲模塊，其中重復(fù)控制增益模塊的輸出端接加法環(huán)的輸入端，加法環(huán)的輸出端分別接第一減法環(huán)的正輸入端和第一時(shí)間延遲模塊的輸入端，第一時(shí)間延遲模塊的輸出端分別接第二時(shí)間延遲模塊的輸入端和正反饋增益模塊的輸入端，第二時(shí)間延遲模塊的輸出端分別接第一減法環(huán)的負(fù)輸入端和第二減法環(huán)的負(fù)輸入端，正反饋增益模塊的輸出端接第二減法環(huán)的正輸入端，第二減法環(huán)的輸出端接加法環(huán)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特定類諧波重復(fù)控制器，其特征在于所述兩個(gè)相同的時(shí)間延遲模塊帶有阻尼增益系數(shù)，所述兩個(gè)相同的時(shí)間延遲模塊的輸出端分別串接低通濾波
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種特定類諧波重復(fù)控制器，其特征在于所述時(shí)間延遲模塊為模擬或數(shù)字時(shí)間延遲模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公布了一種特定類諧波重復(fù)控制器，所述控制器包括重復(fù)控制增益模塊、正反饋增益模塊、加法環(huán)、二個(gè)減法環(huán)和二個(gè)時(shí)間延遲模塊。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于可對(duì)任意nk±m(xù)次諧波進(jìn)行無誤差跟蹤或消除，消除誤差的速度更快，數(shù)字化實(shí)現(xiàn)所需存儲(chǔ)單元更少，并且為多種重復(fù)控制器提供了通用的表達(dá)形式。為提高穩(wěn)定性和抗干擾能力，還給出了加入阻尼增益系數(shù)和低通濾波器的改進(jìn)的重復(fù)控制器以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。
文檔編號(hào)H02M1/44GK201994846SQ201120022950
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者盧聞州, 周克亮 申請(qǐng)人:東南大學(xué)