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单相逆变器新型重复-模糊控制方案

作者: 时间:2013-03-09 来源:网络 收藏

由图2可得,d(z)到e(z)的传递函数为:
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式中:ω∈[0,π/t],T为采样周期。
3.2器设计
按照器设计的一般步骤进行设计:
(1)z-N前向通道上串联的z-N使控制信号延迟一个基波周期输出,即当前检测到的误差信号要到下一个周期才作为控制量的一部分对系统产生调节作用。值得注意的是,z-N也是实现zk所必须的。系统采样频率为10 kHz,输出电压频率为50 Hz,因此N=200。
(2)Q(z)理想的系统中,Q(z)=1,但内模的N个处于单位圆上的极点使系统处于临界稳定状态。为增强系统稳定性,Q(z)一般取略小于1的正常数或低通滤波器,此处取Q(z)=0.95。
(3)S(z) S(z)是根据被控对象特性而设计的,其作用是将被控对象中的低频段增益校正为1,提高系统抗干扰能力,一般由零相移陷波器和二阶低通滤波器串联组成,分别用于消除高谐振峰和提供高频衰减能力。此处设计零相移陷波器S1(z)=(z5+2+z-5)/4,二阶低通滤波器S2(z)=(0.1302z+0.094 4)/(z2-1.1582z+0.383)。
(4)zk zk用于补偿S(z)和被控对象引入的相位滞后,使S(z)P(z)在中低频段接近零相移,k为超前步长,此处k=4。
(5)Kr Kr用于改变重复控制器内模输出量的幅值,其值越小,系统稳定裕度越大,但误差收敛速度有所下降;反之,误差收敛速度越快,但系统稳定性更差。经实验反复调试。取Kr=0.8。将上述参数代入式(6)可知,重复控制系统是稳定的。

4 系统复合控制
重复控制虽能保证系统具有较高稳态精度,但重复控制对扰动的调节滞后一个基波周期,即从发现扰动到实施控制,需一个基波周期的时间间隔,当系统承受阶跃信号或突加突卸负载时,系统几乎处于开环状态,重复控制器不起任何作用,故其动态响应特性较差。为满足对动态性能和稳态精度的要求,提出将重复控制与模糊自整定比例控制相结合的控制方案,如图3所示。

本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/159488.htm

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利用重复控制改善系统稳态性能,而对参数变化具有较强适应性的模糊自整定比例控制则用于改善系统动态特性。并在重复控制器前馈通路上增加前馈系数km。来消除嵌入式重复控制系统引起的输出电压在第一个基波周期的超调;重复控制器与模糊控制器为并联结构,二者采用分段控制方式。系统运行时,开关不断检测电压误差,在系统启动或遇到突加扰动时,误差绝对值大于设定阈值,开关切换到模糊控制,保证系统有较快动态响应速度;当误差绝对值小于设定阈值时,系统已进入稳态,开关切换到重复控制,保证系统有较高稳态精度。
传统模糊控制器多以误差e和误差变化率ec作为输入,经模糊化后在一定模糊规则下进行模糊推理,再查询模糊矩阵表得到相应控制量。显然,模糊控制器输入量越多,模糊规则越细,实现起来就越复杂。文献提出了一种器(SIFLC)设计方法,可将二维输入模糊规则表简化为一维,且能达到与原控制器相同的控制效果。在文献基础上,采用图4所示的改进型器对比例因子kp进行在线自整定。

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图5示出改进的单输入模糊子集的隶属度函数。模糊输入变量S和输出变量U的论域划分为7个模糊子集:负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)、零(Z)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB),论域范围为[-1,1],隶属函数为等腰三角形。改进型规则如表1所示。二维输入转换到单输入可通过S=e(i)+ec(j),i,j=1,2,…,7实现。



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