重复控制改进算法在数字化ups中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com36卷第2期电力电子技术VoI．36．No22002年4月PowezElectronicsApril．2002重复控制改进算法在数字化UPS中的应用周永鹏，沈安文，张劲松，蔡正英。(1华中科技大学，武汉430074；2．基源工业有限公司，佛山528000)摘要：提出了一种在数字化UPS中使用的重复控制改进算法，实验证明这种方法可以获得较小的稳态误差并提高动态响应的快速性。关键词：不问断电源，数字信号处理器；重复控制中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X[2002)0

2、2—0003—03ApplicationofaModifiedRepetitiveControlAlgorithmforDigitalUPSZHOUYong—peng，SHENAn-wen-ZHANGJin-song-CAIZheng·yingZ【1．Huazt~ngUniversityofScienceandTechnology，Wub．an430074，China；2^“口IndugryLtd．，Inc．．Foshan528000，ChinaJAbstract：Amodifiedrepetitivecomro]aigorlthraf

3、ordkgita

4、UPSbased∞DSPpropc~dExperlmemsshowthapproachcangetsmallersteady-statee／TOTandfasterdynamicresponse．Keywords：UPS；DSP；repetitiveoontroI1引言模的闭环系统是无静差的。然而．实际系统常带有非线性负载，使扰动信号中含有多重谐波，若想使所重复控制是在20世纪80年代提出的一种控制系统设计理论，其目的是设计一个控制器．使系统在有频率的扰动均实现无静差，则必须为每一谐波设跟踪任意周期性参考信号时，达到稳

5、态误差为零。置一重内模，使系统的构造复杂化而难于实现，注意它可根据周期性参考信号的特点和内部模型控制原到扰动信号的频率尽管很多，但它们均具有一个共理，将周期信号发生器植入闭环系统之内，以实现对同的特征，即在每一基波周期都以相同的波形重复周期参考信号的稳态跟踪。出现，基于内模原理的重复控制采用了如下的一种对UPS的逆变器波形控制系统而言，其指令是“重复信号发生器”内模：G()：__—面，其中Li—e按正弦变化的，其扰动(即负载电流)也不是一个恒为逆变器的输出基波周期，这是一个周期延迟的正值。对线性负载，负载电流星正弦变化，对非线性负反馈环

6、节，不论输入信号如何，只要以基波周期重复载，负载电流则呈非正弦变化。若在波形控制中采出现，该内模的输出就是对输入信号的逐周期累加。用积分控制，根据内模原理“可知，控制效果是极当这样的一个环节被置于反馈控制系统的前向其有限的，无论对指令还是对扰动均不可能实现无通道时，它起到的作用和积分环节相似：都是对误差静差，积分带来的相位滞后还可能危及系统的稳定，的一种累加。只不过重复信号发生器是对误差进行因此传统的PID用于这类系统并不能获得良好的以周期为步长的累加。若系统是稳定的，可实现稳控制效果。下文介绍一种经过改进的重复控制方法态波形误差为零。

7、来解决这一问题。由于重复控制信号发生器中含纯延迟环节，不2重复控制的基本原理易模拟实现，故实际系统中通常都是以数字方式实基于内模的概念，针对正弦指令的无静差跟踪1现的，其离散化模型为G(2)=-—。其中K问题，可在控制器内植入一个与指令同频的正弦信1一为每基波周期的采样次数。号模型：C(s)=T。可以验证，当指令和扰动S一十3直接重复控制器均以角频率作正弦变化时，一个稳定的含上述内上述重复信号发生器，可看作是以周期为步长的纯积分环节，它虽然可实现理论上无静差，但却对收稿日期：2001—07—17稳定性和鲁棒性不利，因为它相当于给系统带来

8、了定稿日期：2001一O9—26作者简介：周采鹕(1952一)，男，广西桂林人．硕士，副教K个单位圆上的开环极点，系统参数的稍微变化或授．研完方向为电力电子与运动控制。建模稍有误差．都将导致闭环系统失去稳定。因此，3维普资讯http://www.cqvip.com第36卷第2期电力电子技术VoI_36，No22002年4月PowerElectroniApril．2002实际系统多采用经改进的重复信号发生器2,3】。图系统是以牺牲无静差为代价来换取稳定性的提高。1为一种常用的改进方案：直接重复控制方案。3．4相位补偿由于假定指令和扰动都是

9、周期重复性的．所以本来很难实现的“超前”控制可以延迟至下一周期的适当时刻来获得“超前”性。例如在本周期将控制量延迟(K一8)拍，等效于在下一周期提前8拍实施。故可用滞后环节z一、来实现超前控制。图1中，=一