[发明专利]基于主从控制器的新型谐振谐波消去方法

权利要求书

1.基于主从控制器的新型谐振谐波消去方法，其特征在于:包括如下步骤：

S1、在连续传递函数域中，建立新型谐振控制器；新型谐振控制器传递函数表达式为

式中，s为连续传递函数的微分算子；ω₀为新型谐振控制器的中心角频率；k_r、ω_c和为新型谐振控制器的三个控制参数，其中，k_r为增益、ω_c为截止角频率、为相位补偿角；

S2、将新型谐振控制器离散化：采用“线性预矫正变换”法，对新型谐振控制器，进行离散化处理，即：

式中，T_s为数字信号处理器(DSP)的控制周期；z为离散函数域算子。

将式(2)代入式(1)对新型谐振控制器的传递函数进行离散可得：

其中，

式(3)即为新型谐振控制器的离散化数学表达式；

根据新型谐振控制器在离散域的传递函数编写新型谐振控制器DSP程序模块；将式(3)写为程序模式，如式(4)所示

式中，y_k，u_k分别表示新型谐振控制器DSP程序模块本控制周期内的输出和输入值；y_k-1，u_k-1分别表示新型谐振控制器DSP程序模块前一个控制周期内的输出和输入值；y_k-2，u_k-2分别表示新型谐振控制器DSP程序模块前两个控制周期内的输出和输入值；

S3、建立谐波消去模块，并将其嵌入主控制系统：在经典双闭环矢量控制系统中嵌入新型谐振控制器DSP程序模块，符合控制系统模块化设计要求；

为了消除电网中的5、7、11、13次电流谐波，需要嵌入两组新型谐振控制器DSP程序模块，分别用R6th和R12th表示，两组新型谐振控制器中心角频率分别设为：ω₀^6th＝6×2π×50rad，ω₀^12th＝12×2π×50rad；

建立谐波电流方程为

式中，和分别表示在dq同步旋转坐标系下的电网电流、逆变器出口电流和电容电流的6次和12次谐波分量。

若令式(5)中的则需将i_s,dq与–i_c,dq的偏差送入新型谐振控制器

2.根据权利要求1所述的基于主从控制器的新型谐振谐波消去方法，其特征在于：还包括如下步骤：

S4、确定主、从控制器，加入“主先从后”的限幅方法；“主先从后”的限幅方法的数学表达式为：

R_max＝PI_max-PI_out(6)

式中，R_max和PI_max分别表示PI主控制器和消谐从控制器的限幅值，PI_out表示PI主控制器的实际输出值。

3.根据权利要求2所述的基于主从控制器的新型谐振谐波消去方法，其特征在于：还包括如下步骤：

S5、对消谐从控制器进行控制参数调节，具体步骤如下：

(1)设定初值：将ω_c设为0～1之间的一个值，φ设为0rad，k_r设为1；

(2)缓慢增加k_r并通过示波器观察谐波抑制的控制效果，直到控制效果达标或系统出现不稳定震荡为止；

(3)若系统稳定且控制效果达标，则参数整定结束；

(4)若控制效果未达标且系统震荡，则缓慢增大φ，直到震荡消除；依次增大k_r和φ，直到控制效果达标；

若上述(1)-(4)步骤均失效，则增大ω_c后，重复上述(1)-(4)步骤的过程。