【摘要】：重復控制(Repetitive Control,RC)技術在逆變器中廣泛應用,傳統(tǒng)的并聯(lián)型重復控制(Parallel-type Repetitive Control,PRC)技術通過并聯(lián)PI環(huán)節(jié)來提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。改進并聯(lián)型重復控制(Improved Parallel-type Repetitive Control,IPRC)技術在PRC的基礎上使系統(tǒng)的跟蹤性能和抗干擾性能同時達到最優(yōu)化。本文提出了一種加權式并聯(lián)型重復控制(Weighted Parallel-type Repetitive Control,WPRC)技術,該技術相比于IPRC,在滿足系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的前提下,顯著提高了系統(tǒng)在負載切換時的動態(tài)性能。首先給出了一種基于特定頻率陷波器的重復控制器的設計,然后理論分析對比了WPRC和IPRC的動態(tài)性能并給出了參數(shù)設計,最后制作了一臺120W車載逆變器樣機,驗證了WPRC相比于IPRC所具有的優(yōu)秀的動態(tài)性能。
【圖文】：

諧波畸變率（TotalHarmonicDistortion，THD）在空載和滿載下都小于5%，電壓單閉環(huán)控制的重復控制很容易就能滿足要求，而且是成本最低的方案。但是，由于受采樣量的限制，系統(tǒng)的動態(tài)性能還需要進一步地提高。本文提出了一種加權式并聯(lián)型重復控制技術，該技術使系統(tǒng)的跟蹤性能和抗干擾性能能同時達到最優(yōu)化。通過加權參數(shù)的調節(jié)作用，加強并聯(lián)PI環(huán)節(jié)的控制作用，使得逆變器在負載切換時有優(yōu)秀的動態(tài)性能。2WPRC技術提出為了提高恒壓恒頻逆變器在負載切換時的動態(tài)性能，采用PI控制和重復控制并聯(lián)控制（PRC），如圖1所示，重復控制決定系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時的準確度和THD，PI控制決定系統(tǒng)在負載切換時的動態(tài)性能。圖1中點劃線框部分是重復控制，C1(z)為PI控制，P(z)為逆變器模型。由圖1容易得到11r(1())(())()()(1()())[(1()())()()()]NNPzzQzEzRzCzPzZCzPzQzKSzPz11r()()(1()())[(1()())()()()]NNQzZDzCzPzZCzPzQzKSzPz（1）圖1傳統(tǒng)并聯(lián)型重復控制框圖Fig.1Blockdiagramoftraditionalrepetitivecontrol跟蹤性能和抗干擾性能的表達式不同，一自由度PI控制不能使系統(tǒng)同時達到最佳的跟蹤性能和抗干擾性能，兩者往往存在矛盾。圖2所示為傳統(tǒng)改進并聯(lián)型重復控制（IPRC），同樣得到誤差E(z)、參考R(z)與干擾D(z)的表達式為圖2傳統(tǒng)改進并聯(lián)型重復控制框圖Fig.2Blockdiagramofimprovedparallel-typerepetitivecontrol11r()()()(1()())[(1()())()()()]NNzQzEzRzCzPzZCzPzQzKSzPz11r()()(1()())[(1()())()()()]NNQzZDzCzPzZCzPzQzKSzPz（2）可以看到系統(tǒng)的跟蹤性能和抗干擾性能的表達式完全相同，，因此通過合理的設計重復控制參數(shù)和PI控制參數(shù)，?

準確度和THD，PI控制決定系統(tǒng)在負載切換時的動態(tài)性能。圖1中點劃線框部分是重復控制，C1(z)為PI控制，P(z)為逆變器模型。由圖1容易得到11r(1())(())()()(1()())[(1()())()()()]NNPzzQzEzRzCzPzZCzPzQzKSzPz11r()()(1()())[(1()())()()()]NNQzZDzCzPzZCzPzQzKSzPz（1）圖1傳統(tǒng)并聯(lián)型重復控制框圖Fig.1Blockdiagramoftraditionalrepetitivecontrol跟蹤性能和抗干擾性能的表達式不同，一自由度PI控制不能使系統(tǒng)同時達到最佳的跟蹤性能和抗干擾性能，兩者往往存在矛盾。圖2所示為傳統(tǒng)改進并聯(lián)型重復控制（IPRC），同樣得到誤差E(z)、參考R(z)與干擾D(z)的表達式為圖2傳統(tǒng)改進并聯(lián)型重復控制框圖Fig.2Blockdiagramofimprovedparallel-typerepetitivecontrol11r()()()(1()())[(1()())()()()]NNzQzEzRzCzPzZCzPzQzKSzPz11r()()(1()())[(1()())()()()]NNQzZDzCzPzZCzPzQzKSzPz（2）可以看到系統(tǒng)的跟蹤性能和抗干擾性能的表達式完全相同，因此通過合理的設計重復控制參數(shù)和PI控制參數(shù)，可以使系統(tǒng)的跟蹤性能和抗干擾性能同時達到最優(yōu)化。傳統(tǒng)改進并聯(lián)型重復控制到達穩(wěn)態(tài)時，RRC(z)=R(z)，RPI(z)=0，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能（包括穩(wěn)態(tài)準確度）和THD完全由重復控制決定，而系統(tǒng)切載的動態(tài)性能由PI控制決定。但是在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，這里PI參數(shù)的范圍不能使系統(tǒng)有最優(yōu)的動態(tài)性能，表現(xiàn)為超調過大，調整時間過長。IPRC在系統(tǒng)穩(wěn)定前提下，并聯(lián)的PI環(huán)節(jié)的控制作用很弱，并不能給系統(tǒng)帶來優(yōu)秀的動態(tài)性能。本文提出了一種加權式并聯(lián)型重復控制（WPRC）策略，如圖3所示，在重復控制支路和PI控制支路分別加入加權系數(shù)α和β，其中1（3）圖3加
【作者單位】： 浙江大學電氣工程學院;
【分類號】：TM464

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本文編號：2540225