專利名稱：一種特定類諧波重復控制器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型提出了一種特定類諧波重復控制器，用于nk士m次諧波信號的無誤差跟蹤或完全消除，屬于工業(yè)控制的重復控制器領域。
背景技術(shù)：
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(guān)注的課題，而基于內(nèi)模原理的重復控制就是一種十分有效的控制手段。一般的重復控制器采用延遲時間τ為Τ。的延遲環(huán)節(jié)來構(gòu)造基波周期為Τ。的周期信號的內(nèi)模，并將之嵌入控制回路中，從而能夠?qū)υ摲N周期性信號(包括正弦基波及其各次諧波)實施靜態(tài)無差跟蹤控制或擾動消除，實際當中重復控制器多以數(shù)字方式實現(xiàn)該周期性信號的內(nèi)模，其所占用的內(nèi)存單元數(shù)目至少為N(其中N = T。/Ts為整數(shù)，Ts為采樣時間)。然而在一些實際應用中，需要跟蹤或消除的諧波只局限于特定的某類頻率，例如三相整流負載給電源系統(tǒng)所造成的諧波污染絕大部分集中于故士 1 (k = 1，2，...)次諧波頻率處，而單相整流負載給電源系統(tǒng)所造成的諧波污染絕大部分集中于4k 士 l(k= 1,2,...)次諧波頻率(即奇次諧波頻率)處。 若能提出新的重復控制器只針對這些頻率進行補償，通過改造控制器中信號的內(nèi)模，將其控制延遲時間縮短，將能夠大大提高系統(tǒng)消除擾動的速度，并能夠大大減少其數(shù)字實現(xiàn)所需占用的存儲空間。因此仍有必要對重復控制技術(shù)做進一步的研究。

實用新型內(nèi)容技術(shù)問題本實用新型的目的是提出一種特定類諧波重復控制器，該重復控制器可對任意nk士m次諧波信號進行完全跟蹤或消除，時間延遲遠小于一般的重復控制器，其跟蹤或消除諧波信號的速度要遠快于一般的重復控制器，且數(shù)字實現(xiàn)所占用的存儲空間更少，并可以統(tǒng)一現(xiàn)有的多種重復控制器，其性價比將大大提升。技術(shù)方案本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案本實用新型一種特定類諧波重復控制器，包括重復控制增益模塊、正反饋增益模塊、加法環(huán)、二個減法環(huán)和二個相同的時間延遲模塊，其中重復控制增益模塊的輸出端接加法環(huán)的輸入端，加法環(huán)的輸出端接第一減法環(huán)的正輸入端和第一時間延遲模塊的輸入端， 第一時間延遲模塊的輸出端接第二時間延遲模塊的輸入端和正反饋增益模塊的輸入端，第二時間延遲模塊的輸出端接第一減法環(huán)的負輸入端和第二減法環(huán)的負輸入端，正反饋增益模塊的輸出端接第二減法環(huán)的正輸入端，第二減法環(huán)的輸出端接加法環(huán)的輸入端。優(yōu)選地，所述兩個相同的時間延遲模塊帶有阻尼增益系數(shù)，所述兩個相同的時間延遲模塊的輸出端分別串接低通濾波器。優(yōu)選地，所述時間延遲模塊為模擬或數(shù)字時間延遲模塊。有益效果1、本實用新型所提出的nk士m次諧波重復控制器專門針對nk士m次諧波信號進行無誤差跟蹤或擾動消除，可以根據(jù)消除諧波擾動信號或跟蹤參考信號的實際需求，定制不同的η和m的數(shù)值。如針對三相逆變中消除故士 1次諧波及跟蹤基波參考信號的需要，只需令n = 6和m = 1即可；對單相逆變中消除奇次諧波及跟蹤基波參考信號的需要，只需令 η = 4 ^P m = 1即可。與一般的重復控制器相比，其時間延遲大大減小，消除擾動的速度大大提高。2、nk士m次諧波重復控制器的數(shù)字實現(xiàn)所需存儲單元的數(shù)目也大大低于一般的數(shù)
字重復控制器。3、nk士m次諧波重復控制器給出了重復控制器的一種通用表達式，統(tǒng)一了多種重復控制器，如Gerardo Escobar Valderrama等所申請的專利文獻“R印etitive Controller to Compensate for (61 士 1) Harmonics，，，US 2008/0167735A1, Jul. 10，2008 —文中所應用的故士 1次諧波重復控制器是本實用新型nk士m次諧波重復控制器當n = 6和m = 1時的
JesusLeyva Ramos ^ljf iitW^^Ji^"Repetitive Controller to Compensate for odd Harmonics",US 2007/0067051 Al，Mar. 22，2007 —文中所應用的奇次諧波重復控制器是本實用新型nk士m次諧波重復控制器當η = 4和m = 1時的特例；而Jesus Leyva Ramos 等所申請的專利文獻"Repetitive Controller for Compensation of Periodic Signals", US 2007/0055721 Al，Mar. 8，2007 —文中所應用的常規(guī)重復控制器是本實用新型nk士m次諧波重復控制器當η = 1和m = 0時的特例。4、nk士m次諧波重復控制器用來消除nk+m和nk-m這兩種頻率之比不為整數(shù)倍關(guān)系的擾動時只需要一種時間延遲環(huán)節(jié)來構(gòu)造擾動信號內(nèi)模，因此簡化了重復控制器中時間延遲環(huán)節(jié)的設計。

圖1是本實用新型提出的一種特定類諧波重復控制器即nk士m次諧波重復控制
ο圖2是圖1的數(shù)字實現(xiàn)形式，為nk士m次諧波數(shù)字重復控制器。圖3是在圖1基礎上加入時間延遲阻尼增益系數(shù)和低通濾波器的改進的nk士m次諧波重復控制器。圖4是圖3的數(shù)字實現(xiàn)形式，為改進的nk士m次諧波數(shù)字重復控制器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明本實用新型所提出的nk士m次諧波重復控制器結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，其傳遞函數(shù)為
權(quán)利要求1.一種特定類諧波重復控制器，其特征在于包括重復控制增益模塊、正反饋增益模塊、 加法環(huán)、二個減法環(huán)和二個相同的時間延遲模塊，其中重復控制增益模塊的輸出端接加法環(huán)的輸入端，加法環(huán)的輸出端分別接第一減法環(huán)的正輸入端和第一時間延遲模塊的輸入端，第一時間延遲模塊的輸出端分別接第二時間延遲模塊的輸入端和正反饋增益模塊的輸入端，第二時間延遲模塊的輸出端分別接第一減法環(huán)的負輸入端和第二減法環(huán)的負輸入端，正反饋增益模塊的輸出端接第二減法環(huán)的正輸入端，第二減法環(huán)的輸出端接加法環(huán)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特定類諧波重復控制器，其特征在于所述兩個相同的時間延遲模塊帶有阻尼增益系數(shù)，所述兩個相同的時間延遲模塊的輸出端分別串接低通濾波
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種特定類諧波重復控制器，其特征在于所述時間延遲模塊為模擬或數(shù)字時間延遲模塊。
專利摘要本實用新型公布了一種特定類諧波重復控制器，所述控制器包括重復控制增益模塊、正反饋增益模塊、加法環(huán)、二個減法環(huán)和二個時間延遲模塊。本實用新型優(yōu)點在于可對任意nk±m(xù)次諧波進行無誤差跟蹤或消除，消除誤差的速度更快，數(shù)字化實現(xiàn)所需存儲單元更少，并且為多種重復控制器提供了通用的表達形式。為提高穩(wěn)定性和抗干擾能力，還給出了加入阻尼增益系數(shù)和低通濾波器的改進的重復控制器以滿足實際應用的要求。
文檔編號H02M1/44GK201994846SQ201120022950
公開日2011年9月28日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者盧聞州, 周克亮 申請人:東南大學