[发明专利]一种并网逆变器Narendra自适应控制算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种并网逆变器Narendra自适应控制算法。

背景技术

随着分布式新能源并网技术的发展，对并网逆变器的性能要求越来越高。电力电子装置是一种强耦合，非线性的系统。目前单纯地采用线性控制，如PID控制可以满足多数场合，但其控制性能有限，并不能完全消除逆变器误差。同时，由于电网含有各种谐波，及其幅值的波动，电路中的杂散参数影响将对系统带来干扰，并且逆变器带有感性滤波元件与DSP数字控制存在的时滞问题，以及控制器设计时将逆变器的桥臂输出作为一个常系数比例环节，而系统是非线性，其比例系数应该是时变的。以上因素将大大降低并网逆变器输出波形质量，并且这些参数变化是不可测的。因此，为改善进入电网的电流波形质量，可以在已设计完成的理想控制器环节引入自适应控制。

发明内容

本发明的目的在于进一步改善并网逆变系统性能，提供一种并网逆变器Narendra自适应控制算法，该算法在原先设计完成的控制器上加入Narendra自适应控制，可以根据自适应律对控制器进行调节，使得被控对象的动态、静态性能逼近所设定的参考模型。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种并网逆变器Narendra自适应控制算法，包括如下步骤，

引入两个辅助信号发生器F₁、F₂，其中，辅助信号发生器F₁的状态方程、输出方程和传递函数分别为：

ω₁＝c^Tv₁

辅助信号发生器F₂的状态方程、输出方程和传递函数分别为：

令y_p＝h^Tx_p，

ω₂＝d^Tv₂+d₀y_p

式中v₁，v₂，c，d为(n-1)维列向量，I为单位矩阵，y_p为并网逆变器输出电流，F₁和F₂的Λ和b完全相同，可分别表示为：

其中，l₁、l_n-1为假设的变量；列向量c和d可分别表示为：

c^T＝[c₁ c₂ … c_n-1]，d^T＝[d₁ d₂ … d_n-1]

传递函数W₁(s)和W₂(s)中的分母N(s)是(n-1)阶首一古尔维茨多项式，分子C(s)和D(s)都是(n-2)阶多项式，它们的系数分别是向量c和d的元素；

设并网逆变器的传递函数为：

则辅助信号发生器与并网逆变器一起组成的系统的传递函数为：

其中，V_d为输入电压，L为电感量，r(s)为输入信号，y_p(s)为输出传递函数，k₀为系数；

选取参考模型，设参考模型的传递函数为W_m(s)，为使得并网逆变器实现自适应控制，则需并网逆变器的传递函数与参考模型的传递函数相同，即W_p(s)＝W_m(s)，便可得到辅助信号发生器参数；

设并网逆变器输出电流与参考模型输出间的误差为e₁＝y_p-y_m；

设2n维向量ω表示系统中的信号向量为

设2n维向量θ表示系统中可调节参数向量为

θ^T＝[k₀ c^T d₀ d^T]

接着根据Lyapunov稳定性定理，选取Lyapunov函数为

式中P和г都是正定对称矩阵；虽然在这边引入P矩阵，但只是用来过渡，实际上并不需要求出实际矩阵参数；为方便计算，可令г矩阵为单位矩阵，可得自适应律为

即