[发明专利]基于自动寻优无模型控制器的变压电路控制系统及方法

说明书

本发明提供一种基于自动寻优无模型控制器的变压电路控制系统及方法，该系统包括：带补偿因子的虚拟无模型控制器、性能判定模块和性能优化模块；带补偿因子的虚拟无模型控制器，用于建立带有输出补偿因子的控制率输出模型；所述性能判定模块，用于根据变压电路需要实现的输出电压确定目标函数，并设定性能寻优次数上限，根据判断当前时刻变压电路是否达到性能最优实现对性能优化模块的优化次数的控制；所述性能优化模块，用于采用优化算法对控制率的步长序列、控制率的权重参数和输出率补偿因子系数进行优化，得到优化后的控制率的步长序列、控制率的权重参数和输出率补偿因子系数。

技术领域

本发明属于控制器设计领域，具体涉及基于自动寻优无模型控制器的变压电路控制系统及方法。

背景技术

目前控制器已被广泛应用于各行各业的设备当中，比如电网的储能系统、逆变器、变换器、变压电路、电机、分布式等控制。各种小型电子设备、各种智能家居、工业大型设备、航天电子器件等等。对于现今社会，控制器的是各行各业不能缺少的重要器件，具有非常重要不可替代的意义。

经典控制器的设计一般包括被控系统的建模、相关算法的设计、硬件电路的设计、驱动的程序的编写、性能测试以及经验试的参数改进等步骤，涉及到计算机技术、控制理论、电力电子技术、软件开发、电路设计等多个领域的交叉知识，非常复杂。想要做到相对完善、简单的设计难度非常高。需要高的专业知识和非常广的相关技术能力才能实现，而且虽然各种设备的复杂化、变化的随机性，系统或控制器的建模越来越难，以基本很难有较好的效果，并且很多按照数学模型设计的控制器，应用于实际电路中，控制效果非常不如人意，也就建模精度的问题，再者，一些器件时间长了或受外界干扰，性能会产生一定变化，则根据原本模型设计的控制器性能也会降低，这些也是传统经典方法没法解决的困难。

经典控制的整个流程往往需要对被控对象进行数学建模、对经典各种控制方法进行学习研究应用、对软件进行编程和查错、对应的硬件电路进行设计以及实验等。过程复杂而容易出错。对于很多进行初步实验测试与研究的过程，人们提出了些简单的方法，应用可编程的小系统进行控制器的初步设计，省去了反复的硬件电路设计步骤。比如各种类型的单片机、DSP、FPGA等等。他们广泛应用于各大高校的研究工作，以及小型设备的应用研发，应该范围非常广泛。它的优点是相对简单，易于实现，成本低等。但是也存在着非常多问题。以单片机、DSP、FPGA等器作为电力电子器件的控制器进行控制，不能实现对系统控制器控制方法的设计、控制器参数的在线寻优、实时的参数修改测试、以及多种控制策略的性能比较等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出基于自动寻优无模型控制器的变压电路控制系统及方法。

基于自动寻优无模型控制器的变压电路控制系统，包括：带补偿因子的虚拟无模型控制器、性能判定模块和性能优化模块；

所述带补偿因子的虚拟无模型控制器，用于建立带有输出补偿因子的控制率输出模型，该模型的输入为采集的变压电路的输出电压和带有输出补偿因子的控制率输出模型的性能参数，该模型的输出为变压电路的控制信号；所述带有输出补偿因子的控制率输出模型的性能参数包括：控制率的步长序列、控制率的权重参数、输出率补偿因子系数、伪偏导数的步长序列、控制率补偿因子系数和伪偏导数的权重参数，其中，控制率的步长序列、控制率的权重参数和输出率补偿因子系数通过性能优化模块进行更新；

所述性能判定模块，用于根据变压电路需要实现的输出电压确定目标函数，并设定性能寻优次数上限，根据判断当前时刻变压电路是否达到性能最优实现对性能优化模块的优化次数的控制；

所述性能优化模块，用于将所述带有输出补偿因子的控制率输出模型中的控制率的步长序列、控制率的权重参数和输出率补偿因子系数作为优化算法的变量，采用优化算法对控制率的步长序列、控制率的权重参数和输出率补偿因子系数进行优化，得到优化后的控制率的步长序列、控制率的权重参数和输出率补偿因子系数；