[發明專利]一種用于逆變器控制系統基于模型的魯棒濾波方法

有效

• 申請號: 202010699871.2
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111812984B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 張正江;祝旺旺;戴瑜興;趙升;閆正兵;黃世沛;王環
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

1.一種用于逆變器控制系統基于模型的魯棒濾波方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于由PID控制器、逆變器和魯棒濾波器形成閉環連接的逆變器控制系統上，建立包含外部擾動信號和測量噪聲信號的逆變器控制系統模型；其中，所述外部擾動信號作用于所述逆變器輸出上；所述測量噪聲信號與所述逆變器控制系統模型的實際輸出信號共同組成測量反饋信號，并與所述逆變器控制系統模型的預測信號作用于所述魯棒濾波器輸入上；

獲取測量反饋信號及預測信號，并對所獲取到的測量反饋信號和預測信號進行最優估計，得到濾波信號；

將所述濾波信號與預先設定的所述逆變器控制系統模型的實際輸入標準正弦信號進行比較，得到偏差信號作為所述PID控制器輸入，以降低所述逆變器控制系統模型輸出波形的偏差；

所述獲取測量反饋信號及預測信號，并對所獲取到的測量反饋信號和預測信號進行最優估計，得到濾波信號的步驟，具體包括：

根據所述測量反饋信號y_m(t)與所述預測信號使用貝葉斯公式，得到所述逆變器控制系統模型的實際輸出信號y(t)基于所述預測信號和所述測量反饋信號y_m(t)的后驗概率分布：

式(1)中，L(y(t)|y_m(t))、分別表示基于所述預測信號和所述測量反饋信號y_m(t)下的概率密度函數；

對式(1)進行極大似然估計，得到該式的最優值作為濾波信號y_f(t)，表示如下：

式(2)中，表示極大似然估計得到的與所述預測信號和所述測量反饋信號y_m(t)有關的函數。

2.如權利要求1所述的用于逆變器控制系統基于模型的魯棒濾波方法，其特征在于，所述方法進一步包括：

當所述測量噪聲信號ε(t)及所述外部擾動信號d(t)均為高斯分布時，設所述測量噪聲信號ε(t)為ε(kT)～N(0，ρ²)及所述外部擾動信號d(t)為d(kT)～N(0，σ²)；

在確定所述逆變器控制系統模型的預測誤差δ(kT)與所述外部擾動信號d(kT)分布相同，方差不同時，設所述預測誤差δ(kT)為δ(kT)～N(0，δ²)；

將所述測量噪聲信號ε(t)、所述外部擾動信號d(t)及所述預測誤差δ(kT)各自設置的高斯分布概率密度函數代入到式(1)中，將式(2)表示的濾波信號y_f(t)描述為K＝(1+ρ²δ^-2)^-1。

3.如權利要求1所述的用于逆變器控制系統基于模型的魯棒濾波方法，其特征在于，所述方法還進一步包括：

當所述測量噪聲信號ε(t)及所述外部擾動信號d(t)均為污染正態分布時，設所述測量噪聲信號ε(t)為ε(kT)＝ωε₁(kT)+(1-ω)ε₂(kT)及所述外部擾動信號d(t)為d(kT)＝ηd₁(kT)+(1-η)d₂(kT)；其中，d_1/2(kT)～N((0，δ_1/2²)；1-ω和1-η分別表示所述測量噪聲信號ε(t)及所述外部擾動信號d(t)中粗差發生的后驗可能性；

將所述測量噪聲信號ε(t)、所述外部擾動信號d(t)各自設置的污染正態分布概率密度函數代入到式(1)中，將式(2)表示的濾波信號y_f(t)描述為

其中，