[發明專利]光纖電流互感器系統噪聲抑制的閉環控制方法及裝置

無效

• 申請號: 200810104927.4
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101299147A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 張春熹;李慧;許文淵;李立京;張晞
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B11/32
• 分類號: G05B11/32;G05B13/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立明

技術領域

本發明涉及光纖電流互感器領域，尤其涉及一種光纖電流互感器系統噪聲抑制的閉環控制方法及裝置。?

背景技術

隨著電流互感器技術的發展，光纖電流互感器已經得到了越來越多的應用，由于其采用光纖作為信號感應和傳輸的媒介，不僅絕緣性能好、受電磁干擾的影響也小，而且設計結構簡單、體積小、質量輕，制造成本也較低。但在實際應用中，由于光纖電流互感器系統內部的光路噪聲，即系統擾動信號會影響到系統的測量精度，因此抑制光纖電流互感器系統內的光路噪聲成為了迫切需要解決的問題，如圖1所示為現有技術中的光纖電流互感器系統的閉環控制結構示意圖，圖中：?

輸入信號中由于法拉第效應(Faraday效應)而攜帶有非互易相位差Δφ_s；該攜帶了非互易相位差Δφ_s的輸入信號依次通過探測器和前放電路、模數轉換器(A/D轉換器)和解調單元，最后到達數字控制器而得到輸出信號；而所述的數字控制器還會將該輸出信號作為反饋信號依次通過數模轉換器(D/A轉換器)及驅動器，和相位調制器后，形成反饋相位?并由此抵消掉由于法拉第效應而產生的非互易相位差Δφ_s，從而形成閉環控制。?

由于在實際應用中，非互易相位差?中同時包含有各種系統的噪聲，其中光路噪聲為系統的主要噪聲源，這樣就限制了系統的測量精度，而現有技術中的控制器設計中并沒有考慮到如何來抑制系統的光路噪聲，從而使得系統的測量精度會受到系統光路噪聲的影響，降低了光纖電流互感器系統的性能。?

發明內容

本發明實施方式所要解決的技術問題在于提供一種光纖電流互感器系統噪聲抑制的閉環控制方法及裝置，能夠有效的抑制系統光路噪聲所帶來的影響，從而提高了系統測量的精度。?

本發明實施方式提供了一種光纖電流互感器系統噪聲抑制的閉環控制方法，包括：?

將描述系統光路噪聲的擾動輸入信號傳遞到光纖電流互感器系統的數學模型中；?

根據魯棒控制算法對描述所述系統數學模型的狀態方程進行優化，獲得所述系統的魯棒保性能控制律；?

將所得到的系統魯棒保性能控制律引入所述光纖電流互感器系統的數學模型中，抑制所述的擾動輸入信號。?

本發明實施方式還提供了一種光纖電流互感器系統噪聲抑制的閉環控制裝置，包括：?

擾動信號處理單元，設置于光纖電流互感器系統中的控制器上；?

所述擾動信號處理單元中包括：?

控制優化模塊，用于根據魯棒控制算法對描述所述系統數學模型的狀態方程進行優化，得到所述系統的魯棒保性能控制律；其中，將所得到的魯棒保性能控制律引入所述光纖電流互感器系統的數學模型中，用來抑制所述的擾動輸入信號。?

以上所述裝置集成設置于所述控制器中，或設置成單獨的功能實體。?

由上述所提供的技術方案可以看出，首先在光纖電流互感器系統的數學模型中引入擾動輸入信號；然后利用控制算法對所述數學模型中的輸入信號進行反饋處理，抑制所述的擾動輸入信號，這里所述的擾動輸入信號主要為系統的光路噪聲。通過這樣的優化處理之后，就可以有效的抑制系統光路噪聲所帶來的影響，提高系統測量的精度，進而提高了光纖電流互感器的系統性能。?

附圖說明

圖1為現有技術中的光纖電流互感器系統的閉環控制結構示意圖；?

圖2為本發明實施方式所述閉環控制方法的流程示意圖；?

圖3為本發明實施方式等效的光纖電流互感器系統的方框結構示意圖；?

圖4為擾動輸入信號的模擬仿真示意圖；?

圖5為按照原控制算法得出的系統輸出仿真示意圖；?

圖6為本發明實施方式所得出的系統輸出仿真示意圖；?

圖7為本發明實施方式所述閉環控制裝置的結構示意圖。?

具體實施方式

本發明實施方式提供了一種用于光纖電流互感器系統噪聲抑制的閉環控制方法及裝置。通過在光纖電流互感器系統的數學模型中引入擾動輸入信號；然后利用控制算法對所述數學模型中的輸入信號進行反饋處理，這里所述的控制算法可以是魯棒控制算法。具體可以是利用魯棒控制算法對描述所述系統數學模型的狀態方程進行優化計算，得到所述系統的魯棒保性能控制律；然后再將所得到的系統魯棒保性能控制律引入所述光纖電流互感器系統的數學模型?中，來抑制該擾動輸入信號。這樣當光纖電流互感器系統中存在光路噪聲時，就可以利用系統的魯棒保性能控制律來有效的抑制該光路噪聲，提高系統的測量精度，進而提高了光纖電流互感器的系統性能。?