單相逆變器新型重復(fù)-模糊控制方案
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由圖2可得，d(z)到e(z)的傳遞函數(shù)為：
式中：ω∈[0，π／t]，T為采樣周期。
3．2 重復(fù)控制器設(shè)計(jì)
按照重復(fù)控制器設(shè)計(jì)的一般步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)：
(1)z-N前向通道上串聯(lián)的z-N使控制信號(hào)延遲一個(gè)基波周期輸出，即當(dāng)前檢測(cè)到的誤差信號(hào)要到下一個(gè)周期才作為控制量的一部分對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。值得注意的是，z-N也是實(shí)現(xiàn)zk所必須的。系統(tǒng)采樣頻率為10 kHz，輸出電壓頻率為50 Hz，因此N=200。
(2)Q(z)理想的重復(fù)控制系統(tǒng)中，Q(z)=1，但內(nèi)模的N個(gè)處于單位圓上的極點(diǎn)使系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。為增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，Q(z)一般取略小于1的正常數(shù)或低通濾波器，此處取Q(z)=0．95。
(3)S(z) S(z)是根據(jù)被控對(duì)象特性而設(shè)計(jì)的，其作用是將被控對(duì)象中的低頻段增益校正為1，提高系統(tǒng)抗干擾能力，一般由零相移陷波器和二階低通濾波器串聯(lián)組成，分別用于消除逆變器高諧振峰和提供高頻衰減能力。此處設(shè)計(jì)零相移陷波器S1(z)=(z5+2+z-5)／4，二階低通濾波器S2(z)=(0．1302z+0．094 4)／(z2-1．1582z+0．383)。
(4)zk zk用于補(bǔ)償S(z)和被控對(duì)象引入的相位滯后，使S(z)P(z)在中低頻段接近零相移，k為超前步長(zhǎng)，此處k=4。
(5)Kr Kr用于改變重復(fù)控制器內(nèi)模輸出量的幅值，其值越小，系統(tǒng)穩(wěn)定裕度越大，但誤差收斂速度有所下降；反之，誤差收斂速度越快，但系統(tǒng)穩(wěn)定性更差。經(jīng)實(shí)驗(yàn)反復(fù)調(diào)試。取Kr=0．8。將上述參數(shù)代入式(6)可知，重復(fù)控制系統(tǒng)是穩(wěn)定的。
4 系統(tǒng)復(fù)合控制
重復(fù)控制雖能保證系統(tǒng)具有較高穩(wěn)態(tài)精度，但重復(fù)控制對(duì)擾動(dòng)的調(diào)節(jié)滯后一個(gè)基波周期，即從發(fā)現(xiàn)擾動(dòng)到實(shí)施控制，需一個(gè)基波周期的時(shí)間間隔，當(dāng)系統(tǒng)承受階躍信號(hào)或突加突卸負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)幾乎處于開環(huán)狀態(tài)，重復(fù)控制器不起任何作用，故其動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性較差。為滿足逆變器對(duì)動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度的要求，提出將重復(fù)控制與模糊自整定比例控制相結(jié)合的控制方案，如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159488.htm
利用重復(fù)控制改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能，而對(duì)參數(shù)變化具有較強(qiáng)適應(yīng)性的模糊自整定比例控制則用于改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。并在重復(fù)控制器前饋通路上增加前饋系數(shù)km。來(lái)消除嵌入式重復(fù)控制系統(tǒng)引起的輸出電壓在第一個(gè)基波周期的超調(diào)；重復(fù)控制器與模糊控制器為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，二者采用分段控制方式。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，模態(tài)選擇開關(guān)不斷檢測(cè)電壓誤差，在系統(tǒng)啟動(dòng)或遇到突加擾動(dòng)時(shí)，誤差絕對(duì)值大于設(shè)定閾值，模態(tài)選擇開關(guān)切換到模糊控制，保證系統(tǒng)有較快動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度；當(dāng)誤差絕對(duì)值小于設(shè)定閾值時(shí)，系統(tǒng)已進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，模態(tài)選擇開關(guān)切換到重復(fù)控制，保證系統(tǒng)有較高穩(wěn)態(tài)精度。
傳統(tǒng)模糊控制器多以誤差e和誤差變化率ec作為輸入，經(jīng)模糊化后在一定模糊規(guī)則下進(jìn)行模糊推理，再查詢模糊矩陣表得到相應(yīng)控制量。顯然，模糊控制器輸入量越多，模糊規(guī)則越細(xì)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)就越復(fù)雜。文獻(xiàn)提出了一種單輸入模糊控制器(SIFLC)設(shè)計(jì)方法，可將二維輸入模糊規(guī)則表簡(jiǎn)化為一維，且能達(dá)到與原控制器相同的控制效果。在文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，采用圖4所示的改進(jìn)型單輸入模糊控制器對(duì)比例因子kp進(jìn)行在線自整定。
圖5示出改進(jìn)的單輸入模糊子集的隸屬度函數(shù)。模糊輸入變量S和輸出變量U的論域劃分為7個(gè)模糊子集：負(fù)大(NB)、負(fù)中(NM)、負(fù)小(NS)、零(Z)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)，論域范圍為[-1，1]，隸屬函數(shù)為等腰三角形。改進(jìn)型單輸入模糊控制規(guī)則如表1所示。二維輸入轉(zhuǎn)換到單輸入可通過(guò)S=e(i)+ec(j)，i，j=1，2，…，7實(shí)現(xiàn)。
評(píng)論