随着信息产业的高速发展,UPS作为一种恒频、恒压、纯净、高质量的电源,已经成为许多重要用电场合必备的辅助电源。UPS系统的核心是正弦波逆变器,它的调节指令是周期性的正弦波。传统的PID控制并不能获得良好的控制效果。重复控制方法的提出解决了这一问题。
1 传统重复控制
内模原理指在一个闭环系统中,如果受控系统本身是稳定的,并且开环传递函数包含外部输入的数学模型,那么系统的稳态误差为零。对于一个周期为T的输入信号或干扰信号,有:
模型如图1所示。将该模型串联插入控制对象传递函数的主通道;如图2所示,就可以构成一个以T为周期输入的没有稳态误差的系统。
2 改进型重复控制器
由于正弦波逆变器闭环参考输入是正弦波,不仅具有周期性,还具有半周期的负对称性,其控制原理图如图4所示。
由图4可见,由于该改进型内模输入和输出在同一通路上,不仅没有一个基波周期延迟效应,而且还减少了一半的数据存储空间,同样可以实现正弦波输入时的无静差。根据欧拉公式,当ω=2(2k+1)πf=(2k+1)ωs时,内模有无限大增益。因此,它是一个奇次谐波发生器,能对奇次谐波实现无静差的跟踪,可以用作奇次谐波补偿。图5所示为改进内模后重复控制系统。
2.1 稳定性分析
上述系统稳定须满足以下条件:
(1)Gp(z)稳定。根据内模原理,在不加入内模时,系统本身Gp(z)必须是稳定的;
(2)Q(z)稳定,Q(z)的作用本身是改变内模临界稳定的特性,加入的Q(z)自身应该是稳定的;
(3)满足条件|| Q(z)-Gp(z)||<1,即仍然满足传统内模的稳定性条件式(2)。
2.2 稳态误差分析
假设误差也是周期性,离散的周期为N,则因每半周期做一次补偿,所以对于周期性误差,满足:
13066931819
粤ICP备16030717号