[發明專利]并網逆變器并聯系統的魯棒控制器設計方法

有效

• 申請號: 201510930235.5
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN105406749B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 方紅偉;賀葉君
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02M7/493
• 分類號: H02M7/493;H02J3/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種并網逆變器并聯系統的魯棒控制器設計方法，包括下列步驟：

1)根據逆變器并聯系統結構建立包含外部干擾和內部參數不確定性的單橋臂閉環控制模型，具體模型如下：

式中，i^*為電流參考值，i₁為電流實際輸出值，K(s)為魯棒控制器，U_dc為直流電壓，U_e為逆變橋非線性特性所產生的諧波、延時和電壓波形畸變的等效電壓干擾信號，u_s1為交流母線對直流電源中點的電壓變量，P(s)為以電感端電壓為輸入信號、電感電流為輸出信號的電感環節標稱模型，權函數W(s)表示電感參數不確定性的上界，Δ₁(s)是規范化模型不確定性，||Δ₁(s)||＜1，其中，i^*為輸入信號，i₁為輸出信號，U_e和u_s1為干擾信號，統稱輸入輸出信號；

2)根據電流快速跟蹤、系統穩定域最大和環流最小的性能指標要求確定各個輸入輸出信號，將第1步所建立的模型轉化為標準H_∞控制問題，然后轉化為具有塊對角結構不確定性的控制系統，所得到的具有塊對角結構不確定性的控制系統的系統矩陣M(s)包含權函數W(s)和魯棒控制器K(s)；

3)根據所述的各個輸入輸出信號的頻率特性，設計各個輸入輸出信號的權函數，權函數均選擇一階傳遞函數，均有3個可調參數，設W_i(s)為第i個輸入輸出信號的權函數，其形式如下：

式中，k、α、β為可調參數，k為權函數增益；α>β時，權函數低頻段增益高；反之則權函數高頻段增益高；

4)采用μ綜合方法進行魯棒控制器設計，具體為求解系統矩陣結構奇異值的最小無窮范數，得到魯棒控制器K(s)；

5)采用Hankel奇異值法將K(s)降階，進而采取雙線性變換法對其離散化得K(z)；

6)驗證K(z)所構成的閉環系統是否滿足電流快速跟蹤、系統穩定域最大和環流最小的多目標優化設計要求，若不滿足，則轉到第3步；若滿足，則控制器設計結束。