[發明專利]一種重復控制器及其控制方法以及反饋控制系統

有效

• 申請號: 201110102259.3
• 申請日: 2011-04-22
• 公開（公告）號: CN102135758A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 楊國順;卓清鋒
• 申請（專利權）人: 力博特公司
• 主分類號: G05B11/32
• 分類號: G05B11/32
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及重復控制器，特別是涉及一種針對特定頻率進行消諧的重復控制器及其控制方法以及包括該重復控制器的反饋控制系統。

背景技術

多年來，周期性信號的跟蹤和擾動抑制補償問題一直是眾多研究人員關注的課題，而基于內?？刂圃淼闹貜涂刂剖且环N十分有效的控制手段。傳統重復控制器構成的控制系統的結構如圖1所示，控制系統的輸入給定量為???????????????????????????????????????????????，輸出量為，控制系統的控制誤差量（即）作為重復控制器的輸入量輸入重復控制器100中。重復控制器100包括相互串聯連接的內模部分1、周期延遲模塊2和補償模塊3，輸入量從內模部分1的輸入端輸入，內模部分1用于將前一個周期的基波波形畸變在下一個周期中重現出來，經過周期延遲以及補償后得到重復控制的輸出控制量，控制量作用于控制對象上，從控制對象輸出后疊加擾動后即得到控制系統的輸出量。

重復控制器100中的內模部分1為關鍵單元，是由前向通道，反饋通道以及加法環組成的閉環系統，反饋通道由內模周期延遲模塊和內模濾波模塊串聯連接組成。理想內模（）的傳遞函數為，該函數的極點為，其中為整數，為基波角頻率，表明理想的內模對基波以及整數次諧波的增益無窮大。而輸入量為給定量反饋量，其諧波含量與反饋量中的諧波含量（即擾動信號）的方向相反，因此疊加擾動信號后即相互抵消，最終得到的反饋量中沒有整數次諧波，即控制系統能消除整數次諧波的含量，從而達到對所有整數次諧波進行消諧的目的。

然而，在電力電子系統的實際應用中，需要跟蹤或消除的諧波只局限于特定的某些頻率，諸如由死區效應和非線性負載引起的諧波主要集中在3、5和7次諧波，中高頻諧波含量很小。如采用上述傳統的重復控制器來控制，則中高頻諧波在重復控制器中的較大增益往往會降低控制系統整體的穩定裕度，無法滿足實際系統對控制性能的要求。因此有必要提出新的重復控制器，只針對某些特定頻率進行消諧，提高控制消諧的針對性，從而提高控制系統整體的穩定裕度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：彌補上述現有技術的不足，提出一種重復控制器及其控制方法以及包括該重復控制器的反饋控制系統，能針對特定頻率的諧波進行消諧。

本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決：

一種重復控制器，包括內模部分、周期延遲模塊和補償模塊，所述重復控制器的輸入量從所述內模部分的輸入端輸入，所述內模部分、所述周期延遲模塊和所述補償模塊串聯連接，還包括特定頻率選通模塊，所述特定頻率選通模塊與所述內模部分、所述周期延遲模塊和所述補償模塊串聯連接，或設置在所述內模部分的前向通道上。

其中，所述特定頻率選通模塊為選頻模塊或選頻移相模塊。

優選的技術方案中，

所述特定頻率選通模塊為選頻模塊，所述補償模塊為第一補償模塊，所述第一補償模塊包括串聯連接的重復控制增益模塊、相位超前補償模塊和補償濾波模塊。

所述內模部分為第一內模，所述第一內模包括加法環、內模周期延遲模塊和內模濾波模塊；所述加法環的第一輸入端為所述內模部分的輸入端，所述內模周期延遲模塊和所述內模濾波模塊串聯連接組成反饋通道，所述反饋通道的輸出端連接所述加法環的第二輸入端，所述反饋通道的輸入端連接所述加法環的輸出端。

優選的技術方案中，

所述特定頻率選通模塊為選頻移相模塊，所述補償模塊為第二補償模塊，所述第二補償模塊包括串聯連接的重復控制增益模塊和補償濾波模塊。

所述選頻移相模塊與所述內模部分、所述周期延遲模塊和所述補償模塊串聯連接；所述內模部分為第一內模，所述第一內模包括加法環、內模周期延遲模塊和內模濾波模塊；所述加法環的第一輸入端為所述內模部分的輸入端，所述內模周期延遲模塊和所述內模濾波模塊串聯連接組成反饋通道，所述反饋通道的輸出端連接所述加法環的第二輸入端，所述反饋通道的輸入端連接所述加法環的輸出端。

所述選頻移相模塊設置在所述內模部分的前向通道上；所述內模部分為第二內模，所述第二內模包括加法環、內模延遲模塊、內模周期延遲模塊和內模濾波模塊；所述加法環的第一輸入端為所述內模部分的輸入端，所述內模延遲模塊、所述內模周期延遲模塊和所述內模濾波模塊串聯連接組成反饋通道，所述反饋通道的輸出端連接所述加法環的第二輸入端，所述反饋通道的輸入端連接所述加法環的輸出端。

本發明的技術問題通過以下進一步的技術方案予以解決：