周期性外部干擾抑制控制裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種周期性干擾抑制控制設(shè)備，被設(shè)計(jì)為即使在真實(shí)系統(tǒng)中狀況改變大的情況下也逐次估計(jì)并且校正傳遞特性的反模型，并且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。待抑制對(duì)象的周期性干擾被輸出作為直流分量的感測(cè)的周期性干擾(Isdn、Isqn)。確定利用使用傳遞特性的倒數(shù)Qn的乘法器與感測(cè)的周期性干擾Isdn、Isqn相乘而得到的信號(hào)與通過(guò)只將檢測(cè)延遲加到周期性干擾抑制命令I(lǐng)*dn和I*qn而得到的信號(hào)之間的差分來(lái)估計(jì)周期性干擾通過(guò)計(jì)算估計(jì)周期性干擾之間的偏差來(lái)計(jì)算周期性干擾抑制命令。學(xué)習(xí)控制部29按照將一個(gè)樣本間隔期間的周期性干擾抑制命令I(lǐng)*dn、I*qn的差分除以一個(gè)樣本間隔期間的感測(cè)的周期性干擾的差分而得到的量來(lái)校正傳遞特性的倒數(shù)Qn。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
周期性外部干擾抑制控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用帶有學(xué)習(xí)功能的周期性干擾觀察器來(lái)抑制周期性干擾，更具體地 講，涉及甚至在實(shí)際系統(tǒng)或真實(shí)系統(tǒng)中狀況變化大的情況下也實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的周期性 干擾抑制控制。
【背景技術(shù)】
[0002] 近來(lái)，使用智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)和諸如太陽(yáng)能和風(fēng)能等新能源的分散式電力系統(tǒng)的 利用正倍受關(guān)注，并且期望進(jìn)一步的普及和擴(kuò)展。隨著這個(gè)趨勢(shì)，產(chǎn)生諧波的負(fù)載的數(shù)量和 半導(dǎo)體電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的互連單元的數(shù)量在增加，因此對(duì)配電系統(tǒng)中的諧波問(wèn)題會(huì)有擔(dān)心。 由于諧波對(duì)其它互連裝置帶來(lái)了不利影響，因此通過(guò)諧波準(zhǔn)則等來(lái)控制和規(guī)定諧波，并且 通過(guò)使用電力有源濾波器或其它裝置來(lái)對(duì)諧波干擾問(wèn)題采取各種措施。
[0003] 然而，從諧波補(bǔ)償效果和控制穩(wěn)定性的觀點(diǎn)看來(lái)，傳統(tǒng)措施和方法會(huì)變得不足，因 為各處大量未指定的分散式電源的互連可造成各種問(wèn)題，諸如累積諧波增加、諧波源的復(fù) 雜化、隨著配電系統(tǒng)的構(gòu)造變化、相位提前電容器的轉(zhuǎn)換和運(yùn)行條件而造成的系統(tǒng)阻抗和 負(fù)載阻抗的波動(dòng)、以及系統(tǒng)諧振特性的變化。
[0004] 至于有源濾波器的應(yīng)用和操作，需要當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)操作以調(diào)節(jié)控制參數(shù)，此外，在 運(yùn)行情形改變的情況下需要進(jìn)行重新調(diào)節(jié)的操作。
[0005] 基于以上提到的背景，專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了如下技術(shù):擴(kuò)展本申請(qǐng)的發(fā)明人等提出的 使用復(fù)數(shù)矢量記法的一般化的周期性干擾補(bǔ)償法并且通過(guò)根據(jù)周期性干擾的復(fù)數(shù)矢量軌 跡的信息來(lái)學(xué)習(xí)并校正觀察器真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的倒數(shù)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1的技術(shù)被配置為:在 用于控制作為控制對(duì)象的系統(tǒng)電流的電力系統(tǒng)有源濾波器控制系統(tǒng)中，提取各階諧波頻率 分量，自動(dòng)地學(xué)習(xí)從各階諧波抑制命令到感測(cè)到的諧波的頻率傳遞函數(shù)(一并地考慮到傳 感器和控制計(jì)算的空載時(shí)間，以及阻抗特性），并且估計(jì)并抑制包括諧波形式的周期性干擾 的電流。用這種技術(shù)，能夠構(gòu)建穩(wěn)健的電力有源濾波器控制系統(tǒng)，且無(wú)需進(jìn)行事先的系統(tǒng)識(shí) 別。
[0006] 圖11是示出現(xiàn)有的典型的配電系統(tǒng)的概念圖。配電網(wǎng)被布置為從系統(tǒng)電源1向需 求方或用戶(hù)支線(feeder)l、支線2、…和支線X供電。在該配電網(wǎng)中，在圖中作為大需求方的 需求方支線2的受電點(diǎn)處設(shè)置源電流檢測(cè)型的并聯(lián)型有源濾波器AF。
[0007] 在需求方支線2中，存在諧波源(諧波負(fù)載)2a和2b。開(kāi)關(guān)SWl是設(shè)想為諧波負(fù)載電 流波動(dòng)的開(kāi)關(guān)，并且開(kāi)關(guān)SW2是設(shè)想為由于相位提前電容器3a的轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致負(fù)載阻抗波動(dòng) 的開(kāi)關(guān)。此外，為了考慮到從有源濾波器AF觀察到的需求方支線2的系統(tǒng)阻抗波動(dòng)和其它需 求方的影響，設(shè)想用需求方支線1的開(kāi)關(guān)SW3來(lái)進(jìn)行相位提前電容器3b的轉(zhuǎn)換。
[0008] 圖12示出源電流檢測(cè)型的并聯(lián)型有源濾波器AF的控制模型的電路構(gòu)造和控制裝 置的示例。實(shí)際或真實(shí)系統(tǒng)4和負(fù)載2a、2b、'"、2n(n是自然數(shù))的阻抗是未知的，并且諧波產(chǎn) 生量隨著負(fù)載變動(dòng)而變化。
[0009] 如圖12中所示，使用以下符號(hào)：系統(tǒng)互連點(diǎn)的電壓V s;系統(tǒng)互連點(diǎn)的電流i s ;有源 濾波器電流iAF;有源濾波器輸入電流iAFl;有源濾波器直流電壓Vd。;和負(fù)載電流(總）k。之 后，對(duì)有源濾波器控制系統(tǒng)的內(nèi)部進(jìn)行說(shuō)明。
[0010]作為對(duì)系統(tǒng)互連點(diǎn)的電流的檢測(cè)的替代，可以采用如下構(gòu)造:檢測(cè)有源濾波器輸 入電流iAFi和負(fù)載電流(總和）k，并且在控制器中通過(guò)加法來(lái)確定與互連點(diǎn)電流is對(duì)應(yīng)的 電流。
[0011]在配電系統(tǒng)中，超過(guò)準(zhǔn)則水平且導(dǎo)致問(wèn)題的諧波的階次被限于諸如第五階和第七 階等特定階。因此，提取指定階次的各自的頻率分量并且針對(duì)各階進(jìn)行補(bǔ)償。
[0012] 圖13示出作為實(shí)施例1的一個(gè)示例的有源濾波器控制系統(tǒng)的基本構(gòu)造。
[0013] 首先，通過(guò)PLL(鎖相環(huán)）11從互連點(diǎn)電壓Vs中檢測(cè)AC電壓相位Θ。與作為參考相位 的AC電壓相位Θ同步地構(gòu)造 dq軸正交旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，并且在d軸和q軸上執(zhí)行電流矢量控制。
[0014] 隨后提到的周期性干擾觀察器(周期性干擾抑制控制設(shè)備）12生成周期性干擾抑 制電流命令的d軸命令電流值I*d和q軸命令電流值I* q。將用于將有源濾波器直流電壓Vd。控 制為恒定的電流1*1與(1軸命令電流I*d相加。用PI控制器13執(zhí)行有源濾波器直流電壓Vdc的 恒定控制，以跟隨有源濾波器DC命令電壓V* dc。
[0015] 用與AC電壓相位Θ的頻率分量同步的dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換部14將有源濾波器輸入電流 iAFi的感測(cè)值轉(zhuǎn)換成d軸感測(cè)電流Id和q軸感測(cè)電流Iq?？刂葡到y(tǒng)確定d軸感測(cè)電流Id與d軸命 令電流I*d的偏差以及q軸感測(cè)電流I tr^q軸命令電流I*q的偏差，并且分別用PI控制器15d和 15q來(lái)產(chǎn)生d軸命令電壓V*d和q軸命令電壓V* q。用dq旋轉(zhuǎn)軸逆變換部16基于AC電壓相位Θ將 這些命令電壓轉(zhuǎn)換成三相電壓命令V*AFi。比較器17將用作基礎(chǔ)或基波的三相電壓命令V* AFi 的幅值與載波信號(hào)的幅值進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生PWM控制器的門(mén)控信號(hào)。
[0016] 圖14是示出周期性干擾觀察器12針對(duì)η次頻率分量的諧波的控制構(gòu)造的控制框 圖。為了提取與η次頻率分量同步的在dnq n坐標(biāo)軸中的η次諧波，dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換部21通過(guò)表 達(dá)式（1)給出的dnqn坐標(biāo)變換式，將感測(cè)到的三相互連點(diǎn)電流(輸入信號(hào)的感測(cè)值）i s( = [iSu iSv iSw]T)轉(zhuǎn)換成η次dnqn旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)中的dn軸感測(cè)電流i sdn和qn軸感測(cè)電流iSqn。
[0017][數(shù)學(xué)式1]
[0018]
[0019] 在dn軸感測(cè)電流isdn和qn軸感測(cè)電流isqn中，被作為指定階次而提取的η階分量表 現(xiàn)為直流分量，η階以外的頻率分量表現(xiàn)為波動(dòng)分量。因此，分別通過(guò)用表達(dá)式（2)表示的 LPF(低通濾波器)22d和22q，控制系統(tǒng)提取dn軸感測(cè)電流isdn和qn軸感測(cè)電流i sqn，dn軸感測(cè) 電流isdr^Pqn軸感測(cè)電流isqn是感測(cè)到的與d nqn旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)同步的直流分量的周期性干擾電 流。由于表達(dá)式(2)是有利于計(jì)算簡(jiǎn)化的LPF的最簡(jiǎn)化示例，因此可以根據(jù)諸如提取脈動(dòng)分 量時(shí)的噪聲等狀況來(lái)改變階次和形式?？晒┻x擇地，可以使用傅里葉變換。dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換 部21和LPF 22d和22q構(gòu)成周期性干擾感測(cè)部30。
[0020] 「數(shù)學(xué)式21
[0021]
[0022] wf:截止頻率，s :拉普拉斯算子
[0023] 周期性干擾觀察器12形成僅對(duì)特定頻率分量作出貢獻(xiàn)的控制系統(tǒng)。因此，η次分量 的dnqn坐標(biāo)軸的真實(shí)系統(tǒng)或?qū)嶋H系統(tǒng)的傳遞特征P n能夠以具有實(shí)部的dn軸分量Pdn和虛部的 qn軸分量Pqn的一維復(fù)數(shù)矢量的形式被表達(dá)為表達(dá)式(3)。
[0024] [數(shù)學(xué)式3]
[0025] Pn = Pdn+jPqn (3)
[0026] 真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特征Pn代表從周期性干擾觀察器12的η階的周期性干擾抑制命令 電流I*n( = I*dn+jI*qn)到周期性干擾感測(cè)電流(輸入信號(hào)的感測(cè)值)isn( = isdn+jisqn)的頻 率傳遞特性，并且采取一般化的形式，該形式不僅包括受控對(duì)象的阻抗特性，而且包括逆變 器控制特性、計(jì)算延遲、空載時(shí)間、電流檢測(cè)的延遲、電流特性的其它干擾、以及控制裝置和 與控制相關(guān)的外圍裝置(如傳感器)的傳遞特性。
[0027]為了簡(jiǎn)要說(shuō)明周期性干擾觀察器12的工作，如圖15中所示地表達(dá)僅僅著眼于dnqn 坐標(biāo)軸的η次頻率分量的控制系統(tǒng)。在圖15中，矢量記法意指復(fù)數(shù)矢量。通過(guò)表達(dá)式(2)給出 的Gf(S)是分別作用于實(shí)部分量和虛部分量的LPF。
[0028] 基本工作是如下工作:根據(jù)來(lái)自LPF 22的周期性干擾感測(cè)電流ISn( = Isdn+jISqn)， 使用以表達(dá)式(4)表示的真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的倒數(shù)Q n的模型來(lái)用乘法器23 估計(jì)用表達(dá)式(5)表達(dá)的真實(shí)系統(tǒng)的輸入電流f η dn+j ?qn)。[0029]
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 由于周期性干擾電流dln被包括在真實(shí)系統(tǒng)輸入電流，因此如表達(dá)式(6)所 示，通過(guò)加法器26從式(5)的估計(jì)的真實(shí)系統(tǒng)輸入電流中減去通過(guò)Gf(s)25得到的周期 性干擾抑制命令電流I * n = ( I * d n + j I * q n )來(lái)確定估計(jì)周期性干擾電流
-般等于 零)中減去用表達(dá)式(6)表達(dá)的估計(jì)周期性干擾電流來(lái)抵消周期性干擾電流dln。
[0037]通過(guò)針對(duì)dnqn坐標(biāo)軸的有源濾波器控制擴(kuò)展圖15的基本構(gòu)造來(lái)得到圖14的系統(tǒng)， 并且圖14的系統(tǒng)能夠用使用傳遞特性的倒數(shù)Qn的學(xué)習(xí)功能，來(lái)提供抑制周期性干擾的周期 性干擾抑制命令電流的dn軸命令電流I*dn和q n軸命令電流I*qn。具體而言，乘法器23da、 23db、23qa和23qb確定周期性干擾感測(cè)電流Isdn和I sqn與真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的倒數(shù)Qdn+ jQqn的乘積，并且加法器24d和24q通過(guò)加法來(lái)計(jì)算真實(shí)系統(tǒng)的輸入電流的估計(jì)值/(1η和 i(iq。
[0038] 真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的倒數(shù)QddPQqn是從周期性干擾抑制命令電流的d軸命令值 I*d和q軸命令值I*glj互連點(diǎn)電流的感測(cè)值(感測(cè)輸入信號(hào)）is的傳遞特性的倒數(shù)。利用這些 倒數(shù)，控制系統(tǒng)能夠抵消相位延遲等傳遞特性。通過(guò)學(xué)習(xí)控制部29按照感測(cè)諧波電流isddP is qn來(lái)校正倒數(shù)Qdn和Qqn。周期性干擾估計(jì)部由乘法器23、加法器24、LPF 25和加法器26構(gòu) 成。之后將對(duì)學(xué)習(xí)控制部29進(jìn)行說(shuō)明。
[0039] 接下來(lái)，對(duì)干擾進(jìn)行估計(jì)。通過(guò)確定兩個(gè)信號(hào)之間的偏差來(lái)確定干擾。
[0040] (1)使周期性干擾抑制命令電流I*d4Pltqn經(jīng)過(guò)真實(shí)系統(tǒng)并且乘以真實(shí)系統(tǒng)的傳 遞特性的倒數(shù)QddPQqn以抵消真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性而得到的量。
[0041] (2)在不經(jīng)過(guò)真實(shí)系統(tǒng)的情況下將周期性干擾抑制命令值Ffdn和I qll應(yīng)用于LPF 25d和25q而得到的量。
[0042] 以上提到的量（1)是被疊加真實(shí)系統(tǒng)的干擾的信號(hào)。量(2)是僅僅由將LPF 25d和 25q應(yīng)用于周期性干擾抑制命令電流1~"和1%?而獲得的且不包括干擾的信號(hào)。通過(guò)用加 法器26d和26q確定這兩個(gè)信號(hào)之差，控制系統(tǒng)能夠確定周期性干擾估計(jì)電流 dlqn。
[0043] 加法器27d和27q確定由此得到的周期性干擾估計(jì)電流di_d,,和與周期性干 擾命令電流dPdn和dl% n:的偏差。正常地，周期性干擾命令電流dl^^pdl%^設(shè)置成 零，以將干擾控制成"〇"。
[0044] 用此計(jì)算，控制系統(tǒng)確定周期性干擾抑制命令電流周期性干擾抑制 命令電流I#dn和IsrC 1It被LPF 25d和25q進(jìn)行LPF處理并且被用于通過(guò)與真實(shí)系統(tǒng)的估計(jì)輸 入電流/ (ln和f qn比較來(lái)估計(jì)周期性干擾估計(jì)電流如和<11 qrt〇
[0045] dnqn坐標(biāo)軸的周期性干擾抑制命令電流dn和qn如式(7)所示，被dq坐標(biāo)逆變 換部分28轉(zhuǎn)換成dq坐標(biāo)周期性干擾抑制命令的d軸命令電流I*d和q軸命令電流I*q，并且被 用作圖13的dq軸電流矢量控制系統(tǒng)的電流命令。
[0046] 信號(hào)(η-1)θ被輸入dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)逆變換部分28,這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)第(n-1)階的逆變換， 能夠得到作為直流值的基波的η倍的信號(hào)的正交兩軸分量。
[0047] 「撒登忒Rl
[0048]
[0049][模型誤差的影響]
[0050] 接下來(lái)，對(duì)模型誤差的影響進(jìn)行審查。
[0051] 實(shí)際的電力系統(tǒng)涉及諸如阻抗波動(dòng)等波動(dòng)，因此，真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性Pn成為時(shí) 變參數(shù)。因此，考慮真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性Pn的倒數(shù)的模型誤差對(duì)周期性干擾觀察器 12的穩(wěn)定性的影響。
[0052]在圖15中示出的dnqn旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的控制系統(tǒng)中，從周期性干擾到感測(cè)值的干擾響應(yīng) 傳遞函數(shù)由式(8)給出。然而，通過(guò)用式(2)的LPF去除其它頻率分量來(lái)設(shè)置理想條件。
[0053] 「數(shù)學(xué)式71
[0054]
[0055] Isn:感測(cè)電流 [0056] dln:周期性干擾電流
[0057] wf:截止頻率
[0058] 真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的倒數(shù)Qn(=p4n)的反模型0"通過(guò)使用反模型中的幅值誤差 An(AnX))和相位誤差ΦΜ-Μφη^Ξπ)被定義為表達(dá)式(9)。當(dāng)幅值誤差A(yù)n=I并且相位誤差 Φη = 0時(shí)，反模型0等于真實(shí)值。
[0059] 「數(shù)學(xué)式81
[0060]
[0061] 通過(guò)將表達(dá)式(9)代入表達(dá)式(8)并且進(jìn)行整理來(lái)得到表達(dá)式（10)。在該式中，Cn (S)是周期性干擾響應(yīng)傳遞特性。
[0062]
[0063]
[0064]根據(jù)Cn(S)的極點(diǎn)的實(shí)部為負(fù)的條件-Wf〈0、- wfAncos Φ η〈0，通過(guò)表達(dá)式（11)提供 相位誤差Φ η的穩(wěn)健的穩(wěn)定條件。
[0065] 「數(shù)學(xué)式 101
[0066]
[0067] 由于Αη>0，幅值誤差沒(méi)有影響連續(xù)系統(tǒng)中的穩(wěn)定條件。然而，當(dāng)幅值誤差A(yù)n變得較 大而不是真實(shí)值六"=1時(shí)，極點(diǎn)轉(zhuǎn)到穩(wěn)定方向。盡管通過(guò)LPF的截止頻率wf來(lái)確定Α η>1中的主 極點(diǎn)，但在Αη>1下的控制可以被作為一種用于提高響應(yīng)的快速性的觀察器增益。然而，因?yàn)?需要避免伴隨著數(shù)字控制的計(jì)算空載時(shí)間和代數(shù)環(huán)，用離散系統(tǒng)中的式（12)的傳遞函數(shù)來(lái) 考慮穩(wěn)健的穩(wěn)定性條件。
[0068] [數(shù)學(xué)式11]
[0069
[0070] 通過(guò)如表達(dá)式（13)表達(dá)地在計(jì)算時(shí)段Ts中對(duì)表達(dá)式(2)的Gf(S)進(jìn)行雙線性變換 并且代入式(12)中求解特征方程來(lái)得到表達(dá)式(14)。
[0071] 「救受忒 12?
[0072]
[0073]
[0074] 盡管如果表達(dá)式（14)的離散系統(tǒng)的極點(diǎn)位于單元圓內(nèi)則實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定性，但難以找 到代數(shù)解。因此，例如，在設(shè)置為截止頻率wf = 2π[弧度/秒]且計(jì)算時(shí)段Ts = 100[yS]的情況 下，通過(guò)在數(shù)值上確定幅值誤差4"和相位誤差Φη的穩(wěn)健的穩(wěn)定性來(lái)得到圖16中示出的穩(wěn) 定邊界條件。
[0075]當(dāng)相位誤差Φ η為無(wú)時(shí)，對(duì)幅值誤差A(yù)n的穩(wěn)定性余量最大。穩(wěn)定性隨著相位誤差Φ η的增大而減小，并且系統(tǒng)在表達(dá)式（11)的范圍之外變得不穩(wěn)定。在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，能夠通過(guò) 增大幅值誤差A(yù)n來(lái)提高周期性干擾抑制的響應(yīng)的快速性。然而，在實(shí)際使用中，需要考慮由 于系統(tǒng)阻抗波動(dòng)而導(dǎo)致的模型誤差波動(dòng)并且確定具有充足穩(wěn)定余量的設(shè)置。
[0076]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0077]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0078]專(zhuān)利文獻(xiàn) 1JP2012-55148A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0079]專(zhuān)利文獻(xiàn)1中的校正傳遞特性的倒數(shù)Qn的技術(shù)使得能夠進(jìn)行以跟隨真實(shí)系統(tǒng)的狀 況改變的方式來(lái)校正周期性干擾觀察器的模型（參數(shù))誤差的校正(學(xué)習(xí)校正）。然而，這種 技術(shù)沒(méi)有考慮諧波的發(fā)散條件和諧波變化的停滯。因此，當(dāng)真實(shí)系統(tǒng)的狀況改變大時(shí)，根據(jù) 反模型Q~n的幅值誤差A(yù) n和相位誤差Φη的關(guān)系（圖16)，穩(wěn)定性和發(fā)散型在穩(wěn)健的穩(wěn)定性條 件的范圍之外變得有問(wèn)題。此外，如表達(dá)式（10)表達(dá)的，在幅值誤差Α η〈1的范圍內(nèi)，取決于 幅值誤差六"的特性，學(xué)習(xí)校正的響應(yīng)變得有問(wèn)題。
[0080] 因此，任務(wù)是即使在周期性干擾抑制控制設(shè)備中的真實(shí)系統(tǒng)中的狀況改變大的情 況下也在估計(jì)期間依次校正真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的反模型，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。
[0081] 本發(fā)明是依據(jù)以上提到的問(wèn)題設(shè)計(jì)出的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種周期性干 擾抑制控制設(shè)備包括:周期性干擾感測(cè)部，感測(cè)受控對(duì)象的周期性干擾作為直流分量的感 測(cè)的周期性干擾;周期性干擾估計(jì)部，通過(guò)確定利用乘法器使用根據(jù)控制系統(tǒng)的傳遞特性 確定的從周期性干擾抑制命令到所述感測(cè)的周期性干擾的傳遞特性的倒數(shù)與所述感測(cè)的 周期性干擾相乘而得到的信號(hào)、與通過(guò)只將檢測(cè)延遲加到所述周期性干擾抑制命令而得到 的信號(hào)之間的差分，來(lái)估計(jì)周期性干擾;加法器，通過(guò)計(jì)算由所述周期性干擾估計(jì)部估計(jì)出 的估計(jì)周期性干擾與抑制干擾的周期性干擾命令之間的偏差，來(lái)計(jì)算周期性干擾抑制命 令；以及學(xué)習(xí)控制部，按照通過(guò)將一個(gè)樣本間隔期間的周期性干擾抑制命令的差分除以所 述一個(gè)樣本間隔期間的感測(cè)的周期性干擾的差分而得到的量，來(lái)校正所述傳遞特性的倒 數(shù)。
[0082] 根據(jù)另一方面，所述周期性干擾抑制設(shè)備被布置為通過(guò)將所述周期性干擾抑制命 令疊加于與電源的系統(tǒng)總線連接的電力轉(zhuǎn)換裝置的命令來(lái)抑制周期性干擾。
[0083] 根據(jù)再一方面，所述學(xué)習(xí)控制部被配置為使用周期性干擾觀察器的控制時(shí)段的間 隔期間的平均值作為所述感測(cè)的周期性干擾和所述周期性干擾抑制命令。
[0084]根據(jù)再一方面，所述學(xué)習(xí)控制部被配置為當(dāng)所述感測(cè)的周期性干擾的平均值的一 個(gè)樣本間隔期間的差分低于或等于閾值時(shí)，停止學(xué)習(xí)控制并且輸出緊接著停止之前的所述 傳遞特性的倒數(shù)。
[0085]此外，所述學(xué)習(xí)控制部可被布置為通過(guò)濾波器傳遞輸出。
[0086]此外，所述控制設(shè)備還可包括限制器，所述限制器用于限制周期性干擾抑制命令 的幅值。
[0087]此外，可以將多個(gè)周期性干擾控制設(shè)備并行地布置，以抑制多階的周期性干擾。
[0088] 根據(jù)本發(fā)明，在周期性干擾抑制控制設(shè)備中，即使在周期性干擾抑制控制設(shè)備中 的真實(shí)系統(tǒng)中的狀況改變大，也能夠在估計(jì)期間依次地校正真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的反模 型，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0089] 圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的對(duì)于η階頻率分量的諧波的周期性干擾觀察器的控 制框圖。
[0090] 圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施例的學(xué)習(xí)控制部的框圖。
[0091]圖3是示出根據(jù)第二實(shí)施例的對(duì)于η階頻率分量的諧波的周期性干擾觀察器的控 制框圖。
[0092]圖4是示出根據(jù)第二實(shí)施例的學(xué)習(xí)控制部的框圖。
[0093]圖5是示出根據(jù)第三實(shí)施例的學(xué)習(xí)控制部的框圖。
[0094]圖6是示出根據(jù)第四實(shí)施例的學(xué)習(xí)控制部的框圖。
[0095] 圖7是示出根據(jù)第五實(shí)施例的周期性干擾抑制控制設(shè)備的視圖。
[0096] 圖8是示出根據(jù)第六實(shí)施例的對(duì)于η階頻率分量的諧波的周期性干擾觀察器的控 制框圖。
[0097] 圖9是示出第六實(shí)施例中的限制器的框圖。
[0098] 圖10是示出根據(jù)第七實(shí)施例的周期性干擾抑制控制設(shè)備的視圖。
[0099] 圖11是示出配電系統(tǒng)的一個(gè)示例的概念圖。
[0100] 圖12是示出源電流檢測(cè)型并聯(lián)型有源濾波器的控制模型的電路圖。
[0101]圖13是有源濾波器控制系統(tǒng)的基本框圖。
[0102] 圖14是示出對(duì)于η階頻率分量的諧波的周期性干擾觀察器的控制框圖。
[0103] 圖15是示出僅注目于dnqn坐標(biāo)的η階頻率分量的周期性干擾觀察器的控制系統(tǒng)的 示圖。
[0104] 圖16是示出模型誤差的穩(wěn)定邊界條件的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0105] 下面的說(shuō)明針對(duì)在使用有源濾波器AF的示例中被布置為用觀察器反模型順次地 校正并且控制真實(shí)系統(tǒng)的控制形式與周期性干擾觀察器之間的誤差的實(shí)施例。
[0106] 在本說(shuō)明書(shū)中，以用于配電系統(tǒng)的源電流檢測(cè)型并聯(lián)型有源濾波器AF作為典型示 例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。然而，控制技術(shù)能夠以類(lèi)似方式被應(yīng)用于其它設(shè)備和構(gòu)造。例如，該技術(shù)能 夠被用于負(fù)載電流檢測(cè)型有源濾波器AF或電壓檢測(cè)型有源濾波器AF、或用于校正源電壓失 真而非電流失真的失真的周期性干擾抑制控制設(shè)備。
[0107][實(shí)施例1]
[0108]第一實(shí)施例中說(shuō)明的學(xué)習(xí)控制（跟隨真實(shí)系統(tǒng)的狀況改變的反模型Q~n的校正控 制)是旨在防止周期性干擾觀察器12的控制性能劣化和不穩(wěn)定的輔助功能。因此，相比于諧 波抑制控制的控制時(shí)段或周期，這個(gè)學(xué)習(xí)控制不要求高速計(jì)算。例如，考慮到諧波矢量軌跡 的計(jì)算負(fù)載，相比于被設(shè)置成Ts = 100[ys]的周期性干擾觀察器12的計(jì)算時(shí)段Ts，學(xué)習(xí)控制 時(shí)段Tl被設(shè)置成TL = 20[ms] (50Hz系統(tǒng)基波時(shí)段）。
[0109]接下來(lái)，對(duì)估計(jì)學(xué)習(xí)控制時(shí)段Tl中的真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性方法進(jìn)行說(shuō)明。第一 實(shí)施例中的真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性Pn是從周期性干擾觀察器的諧波抑制命令電流I*n( = I*dn +jl*qn)到諧波感測(cè)電流(輸入信號(hào)的感測(cè)值）1511( = :!^+」:!^)的頻率傳遞特性的11階分量 (η是任意階次）。
[0110] 在下面的說(shuō)明中，考慮以學(xué)習(xí)控制時(shí)段?Υ采樣的第N個(gè)樣本的各種值和從之前一 個(gè)樣本取得的前一樣本(N-I)的各種值。后綴[Ν]代表第N個(gè)樣本的值，并且后綴[Ν-1]代表 從之前一個(gè)樣本取得的前一樣本的值。
[0111] 圖1是示出帶有學(xué)習(xí)功能的周期性干擾觀察器的框圖。首先，圖15中示出的真實(shí)系 統(tǒng)的輸入-輸出關(guān)系由表達(dá)式(15)針對(duì)各樣本給出。
[0112] [數(shù)學(xué)式 13]
[0113]
[0114] 下面的表達(dá)式定義了學(xué)習(xí)控制時(shí)段IY的一個(gè)樣本間隔期間的真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特 性的差分Δ Pnm、一個(gè)樣本間隔期間的周期性干擾電流的差分△ dIn[N]、一個(gè)樣本間隔期間 的諧波抑制命令電流的差分A I*n[N]、和一個(gè)樣本間隔期間的諧波感測(cè)電流的差分Δ ISn[N] 〇
[0115] 「數(shù)學(xué)式 14?
[0116]
[0117] 根據(jù)表達(dá)式(15)和(16)，關(guān)于連續(xù)樣本之間差分得出以下的關(guān)系。
[0118] 「數(shù)學(xué)式 151
[0119]
[0120] 第一實(shí)施例旨在抑制電力系統(tǒng)的諧波?？傮w上，在電力系統(tǒng)中，諧波特性的變化和 系統(tǒng)阻抗的變化是平緩的，并且在學(xué)習(xí)控制時(shí)段T L = 20ms的極短的時(shí)間間隔期間，變化非 常小。
[0121] 因此，通過(guò)將表達(dá)式（17)中的學(xué)習(xí)控制時(shí)段Tl的一個(gè)采樣間隔(第N次采樣-第(N-1)次采樣)期間真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的差分(變化）A Pnm和周期性干擾電流的差分(變化） AdInm視為等于零并且忽略這些差分，得到表達(dá)式（18)。此外，第N個(gè)樣本的LPF和第(N-I) 個(gè)樣本的LPF被視為GF(z- 1M) =GF(z-%-!])。
[0122] 「救受忒 Ifil
[0123]
[0124] 根據(jù)表達(dá)式（18)，對(duì)第N個(gè)樣本的η階諧波的真實(shí)系統(tǒng)傳遞特性的估計(jì)值戶(hù)n|N波 估計(jì)為表達(dá)式(19)。
[0125] 「救受忒 17?
[0126]

[0127]因此，通過(guò)表達(dá)式(20)給出針對(duì)第N個(gè)樣本的η階諧波的周期性干擾觀察器12的反 模型<
[0128:
[0129:
[0130]通過(guò)以dnqn旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系展開(kāi)表達(dá)式(20)來(lái)得到表達(dá)式或式(21)。
[0131][數(shù)學(xué)式 19]
[013
...(21 )
[0133] 圖2是圖1中示出的學(xué)習(xí)控制部29的框圖。將d軸和q軸η階感測(cè)的周期性干擾的電 流采樣值LdnM和IsqnM以及d軸和1軸11階諧波抑制命令電流的電流采樣值I*dnm和I* qnM、 和通過(guò)延遲電路C1得到的之前采樣值Isdn[N-l]和I sqn[N-l]、I*dn[N-l]和I*qn[N-l]代入用表達(dá)式或 式（21)表達(dá)的第N個(gè)采樣的d軸和q軸η階諧波的反模型估計(jì)表達(dá)式中。將估計(jì)的反模型 和依次應(yīng)用于周期性干擾觀察器I2的乘法器23也、23此、23職和 23叻。
[0134] 根據(jù)第一實(shí)施例，即使在真實(shí)系統(tǒng)有大的狀況改變并且真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性Pn與 周期性干擾觀察器12的模型之間有誤差的情況下，控制系統(tǒng)也能夠跟隨狀況改變并且在估 計(jì)期間校正真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的反模型和使得第一實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)非常 穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。此外，即使作為待控制的受控對(duì)象的電力系統(tǒng)阻抗已經(jīng)在諧波抑制控制 期間改變，根據(jù)第一實(shí)施例的控制系統(tǒng)也能夠立即正確地校正真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的反模 型和并且自動(dòng)持續(xù)進(jìn)行諧波抑制運(yùn)行。
[0135] 如以上說(shuō)明的，除了周期性干擾觀察器12形式的基礎(chǔ)控制構(gòu)造的穩(wěn)健的穩(wěn)定性之 外，第一實(shí)施例使得即使真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性P n變化并且在穩(wěn)健的穩(wěn)定性區(qū)域之外的區(qū)域 中進(jìn)行工作也自動(dòng)地校正周期性干擾觀察器12的模型，從而能夠?qū)崿F(xiàn)所有工作區(qū)域中的穩(wěn) 定性。
[0136] 因此，即使電力系統(tǒng)阻抗是未知的，也可以不用預(yù)先識(shí)別電力系統(tǒng)，以使維護(hù)便利 化并且自動(dòng)化進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。
[0137] [實(shí)施例2]
[0138] 在第一實(shí)施例中，將通過(guò)表達(dá)式(2)的LPF Gf(S)提取的脈動(dòng)頻率分量1%作為諧波 感測(cè)電流代入第N個(gè)樣本的d軸和q軸η階諧波中的反模型估計(jì)式(21)中。在LPF Gf( s)中包 含響應(yīng)延遲，因此，相對(duì)于真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性Pn的變化，表達(dá)式(21)的估計(jì)被延遲。因此， 第二實(shí)施例使用表達(dá)式(22)表示的學(xué)習(xí)控制時(shí)段Tl中的平均諧波電流作為用于學(xué)習(xí)控 制的諧波電流檢測(cè)技術(shù)。
[0139] [數(shù)學(xué)式 20]
[0140]
[0141] 由于在本說(shuō)明書(shū)的條件下，例如學(xué)習(xí)控制時(shí)段Tl被設(shè)置為T(mén)L = 20[ms]，而周期性觀 察器的控制時(shí)段Ts是Ts = 100[ys]，可以通過(guò)對(duì)以控制時(shí)段Ts對(duì)諧波感測(cè)電流匕"進(jìn)行采樣 而得到的200個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)求平均，來(lái)確定學(xué)習(xí)控制時(shí)段Tl中的平均值β因此，在學(xué)習(xí)控制時(shí) 段?Υ是周期干擾觀察器的控制時(shí)段Ts的整數(shù)倍的前提下，可如表達(dá)式(23)那樣地計(jì)算平均 諧波電流。
[0142] [數(shù)學(xué)式 21]
[0143]
[0144] 在這個(gè)表達(dá)式中，后綴k表示周期性干擾觀察器的第k個(gè)采樣。
[0145] 類(lèi)似地，計(jì)算諧波抑制命令電流I*n的平均值|*n。
[0146] [數(shù)學(xué)式 22]
[0147]
[0148] 圖3是第二實(shí)施例的框圖。通過(guò)表達(dá)式(25)給出真實(shí)系統(tǒng)的輸入-輸出關(guān)系。
[0149] 「救受忒
[0150；
[0151] 如第一實(shí)施例中一樣，如下地定義學(xué)習(xí)控制時(shí)段Tl的一個(gè)米樣間隔（第N次采樣- 第(N-I)次采樣)期間各信號(hào)的差分。
[0152] [數(shù)學(xué)式 24]
[0153]
[0154]根據(jù)表達(dá)式(25)和(26)，關(guān)于一個(gè)采樣間隔期間的差分，以下關(guān)系成立。[0155]
[0156]
[0157] 總體上，在字·>」捏制時(shí)段Tl = 20ms的極羝的時(shí)I日」內(nèi)，電刀糸統(tǒng)的諧汲特?生的變化 和系統(tǒng)阻抗的變化是平緩的并且變化量非常小。因此，通過(guò)忽略表達(dá)式(27)中的一個(gè)樣本 間隔期間真實(shí)系統(tǒng)傳遞特性的差分A Pb[N]和周期性干擾電流的差分△ dIn[N]而使其大致等 于零來(lái)得到表達(dá)式(28)。
[0158] [數(shù)學(xué)式 26]
[0159]
[0160] 根據(jù)表達(dá)式(28)，對(duì)于第N個(gè)樣本的η階諧波的真實(shí)系統(tǒng)的傳遞特性的估計(jì)值 被估計(jì)為表達(dá)式(29)。
[0161] [數(shù)學(xué)式 27]
[0162]
[0163]因此，通過(guò)表達(dá)式（30)給出針對(duì)第N個(gè)樣本的η階諧波的周期性干擾的反模型
[0166] 通過(guò)以dnqn旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系展開(kāi)表達(dá)式(30)，通過(guò)表達(dá)式或式(31)給出第N個(gè)樣本中的 η階諧波的d軸和q軸估計(jì)反模型和44；￥] β
[0167] [數(shù)學(xué)式 29]
[0169] 圖4是圖3中示出的學(xué)習(xí)控制部29的框圖。將感測(cè)的諧波電流的當(dāng)前平均采樣值 和丨·-[的以及諧波抑制命令的當(dāng)如平均米樣值丨*.d.nl·和丨*·(?ιι?Ν]和通過(guò)延遲電路Z 1 得到的前一平均采樣{!
t入表達(dá)式或式（31)的 反模型估計(jì)表達(dá)式中。將估計(jì)的反模型&依次應(yīng)用于周期性干擾觀察器12的 乘法器 23da、23db、23qa 和 23qb。
[0170] 根據(jù)第二實(shí)施例，通過(guò)使用對(duì)以周期性干擾觀察器12的控制時(shí)段Ts的時(shí)間間隔期 間得到的諧波感測(cè)電流isn和諧波抑制命令電流1~求平均而得到的平均值，來(lái)估計(jì)模型。因 此，除了第一實(shí)施例的效果之外，第二實(shí)施例使得能夠使用學(xué)習(xí)控制時(shí)段IV決速地估計(jì)周 期性干擾觀察器12的倒數(shù)QddPQ qn，而不像第一實(shí)施例中那樣受LPF Gf(S)的檢測(cè)響應(yīng)延遲 的影響。
[0171] [實(shí)施例3]
[0172] 當(dāng)例如在第二實(shí)施例的反模型估計(jì)表達(dá)式(31)中分母變?yōu)榈扔诹銜r(shí)，因除以零的 形式而計(jì)算變得不可行。因此，第三實(shí)施例采用在第一實(shí)施例或第二實(shí)施例的控制系統(tǒng)中 防止除以零的手段。
[0173] 在下面的說(shuō)明中，以第二實(shí)施例的表達(dá)式(31)為例。通過(guò)下式(den:分母)表示表 達(dá)式(31)中的分母。
[0174] [數(shù)學(xué)式 30]
[0175]
[0176] 通過(guò)諧波感測(cè)電流in的平均值中的d軸分量和q軸分量的一個(gè)采樣間隔期間的差 分表示分母den。因此，當(dāng)在學(xué)習(xí)控制時(shí)段IY的一個(gè)采樣間隔期間諧波感測(cè)電流i sn的變化變 成零時(shí)，分母den隨后變成等于零。
[0177] 因此，如表達(dá)式或式(33)和圖5中所示，當(dāng)分母den小于或等于任意閾值Th時(shí)，控制 系統(tǒng)執(zhí)行停止學(xué)習(xí)控制的順序操作并且在停止時(shí)段期間保持緊接著停止之前的估計(jì)的反 豐莫型和不7變。在圖5中，f lg_latch是鎖存標(biāo)志，&?和是通過(guò)反向鎖存操作 得到的估計(jì)模型值。
[0178] [數(shù)學(xué)式 31]
[0180] 第三實(shí)施例的控制系統(tǒng)能夠防止求出反模型的估計(jì)值和0_[Af]的等式被零 除，在產(chǎn)生除以零的工作條件下停止模型的學(xué)習(xí)功能，保持緊接著學(xué)習(xí)功能停止之前的估 計(jì)反模型值并且輸出緊接著停止之前的估計(jì)的反模型值。
[0181] [實(shí)施例4]
[0182] 實(shí)際系統(tǒng)涉及測(cè)量誤差并且在向周期性干擾觀察器的反模型和0^#1直接 應(yīng)用觀察器模型的估計(jì)結(jié)果的情況下會(huì)導(dǎo)致不期望的控制操作。因此，如圖6中所示，除了 第三實(shí)施例之外，第四實(shí)施例還在輸出觀察器模型的估計(jì)結(jié)果的輸出部采用任意濾波器 48 〇
[0183] 雖然濾波器48的類(lèi)型不受特別限制，但使用對(duì)觀察器模型的估計(jì)結(jié)果的響應(yīng)速度 沒(méi)有影響的種類(lèi)的低通濾波器或移動(dòng)平均濾波器或限制改變速率的操作對(duì)于提供平緩地 跟隨正確觀察器模型的性能和避免觀察器模型的突變而言是有效的。
[0184] [實(shí)施例5]
[0185] 如圖7中所示，根據(jù)第五實(shí)施例的控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成用根據(jù)第一實(shí)施例至第四實(shí) 施例之一的周期性干擾觀察器12的控制構(gòu)造的并行布置來(lái)處理多階（例如，-5階、7階…η 階)的諧波分量。
[0186] 各階的周期性干擾觀察器12的內(nèi)部與第一實(shí)施例至第四實(shí)施例之一示出的相同。 通過(guò)將各階的諧波抑制命令的d軸分量I*d5、I*d7^_I*d n相加來(lái)確定d軸諧波抑制命令電流 I*d，通過(guò)將各階的諧波抑制命令的q軸分量I*q5、I*fI*qn相加來(lái)確定q軸諧波抑制命令電 流 I*q〇
[0187] 除了第一實(shí)施例至第四實(shí)施例的效果和作用之外，第五實(shí)施例還能夠同時(shí)抑制多 階的諧波分量。
[0188] [實(shí)施例6]
[0189] 作為使用用作有源濾波器的電力轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)際系統(tǒng)中的重要點(diǎn)之一，系統(tǒng)不能 補(bǔ)償超出電力轉(zhuǎn)換裝置容量的諧波電流。與電力系統(tǒng)連接的有源濾波器能夠盡可能供應(yīng)諧 波抑制電流。然而，在這種情況下，有源濾波器在諧波抑制命令電流I* dn和I*qn達(dá)到飽和的 狀態(tài)下工作。因此，第六實(shí)施例提出了諧波抑制命令電流的飽和狀態(tài)下的模型學(xué)習(xí)功能和 諧波抑制技術(shù)。
[0190] 當(dāng)對(duì)于用于補(bǔ)償?shù)闹C波補(bǔ)償量而言逆變器的裝置容量變得不足時(shí)，諧波抑制效果 降低。根據(jù)諧波的階次，所需的補(bǔ)償容量不同，并且沒(méi)有考慮到此差異的諧波抑制控制可能 無(wú)法提供抑制特定階次的諧波的效果。因此，如圖8中所示，第六實(shí)施例采用了限制器32,限 制器32用于對(duì)被設(shè)計(jì)用于控制各階諧波的周期性干擾觀察器12的諧波抑制命令電流(限制 器之前的）Tdjpr qn，限制命令幅值。
[0191] 學(xué)習(xí)控制部29采用圖2的構(gòu)造。然而，限制器之后的值被用作諧波抑制命令電流 I*d4PI*qn。限制器32只將諧波抑制命令電流(限制器之前的）Tdjprqn的幅值限制成期望 的限制值Limn。諧波抑制命令電流I*d4PI*qn的相位不受限制并且被允許即使幅值受限制器 32限制也自由地變化。只要讀取了諧波抑制命令電流I*d4PI* qn以及周期性干擾感測(cè)電流 Isdn和Isqn或感測(cè)諧波電流isdn和isqr^d nqn坐標(biāo)的變化，就能夠正確地執(zhí)行以上提到的學(xué)習(xí) 功能來(lái)估計(jì)周期性干擾觀察器12的模型().。因此，即使如果在幅值受限時(shí)相位變化，而在 限制器工作期間，也能夠用學(xué)習(xí)控制功能持續(xù)估計(jì)周期性干擾觀察器12的反模型I。
[0192] 因此，通過(guò)在幅值限制的范圍內(nèi)自動(dòng)地搜索能夠最多抑制諧波的諧波抑制電流相 位，能夠有效地執(zhí)行抑制。即使系統(tǒng)和諧波分量的幅值和相位特性已經(jīng)在工作期間變化，控 制設(shè)備也能夠使周期性干擾觀察器12的反模型g正確地跟隨。
[0193] 圖9示出限制器32的實(shí)現(xiàn)示例。圖9僅僅是一個(gè)示例。可以采用各種其它實(shí)現(xiàn)形式 中的任一個(gè)，只要僅幅值受限即可。
[0194] 幅值計(jì)算部分51用諧波抑制命令電流（限制器之前的）VddPVqn來(lái)確定幅值 λ/巧+;。比較器52將幅值+ 與期望的限制值Limn?行比較。通過(guò)使用通過(guò)比較 而選擇的較大的一個(gè)，除法部53除以限制值Limn。因此，輸出限制的比率。乘法器54和55將η 階諧波抑制命令電流以通過(guò)除法部而得到的比率，從而輸出最后的η階諧波抑 制命令電流I *dn和I *qn。
[0195] [實(shí)施例7]
[0196] 如圖10中所示，根據(jù)第七實(shí)施例的控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成用周期性干擾觀察器12的控 制結(jié)構(gòu)的并行化布置來(lái)處理多階(例如，-5階、7階…η階)的諧波分量。
[0197] 各階的周期性干擾觀察器12的內(nèi)部與圖8中示出的內(nèi)部相同。通過(guò)將各階的諧波 抑制命令的d軸分量I*d5、I*d7^_I*d n相加來(lái)確定d軸諧波抑制命令電流I*d，通過(guò)將各階的諧 波抑制命令的q軸分量I*q5、I*fI* qn相加來(lái)確定q軸諧波抑制命令電流I*q。
[0198] 除了第六實(shí)施例的效果和作用之外，第七實(shí)施例還能夠同時(shí)抑制多階的諧波分 量。
[0199] 此外，能夠獨(dú)立且任意地設(shè)置不同階次的限制器的限制值。例如，較高階次的諧波 分量的阻抗往往會(huì)變得較高，因此產(chǎn)生諧波干擾抑制電流所需的逆變器電壓往往會(huì)變得較 高，使得電壓飽和的趨勢(shì)加大。因此，通過(guò)針對(duì)較高階次將限制值設(shè)置得較低，控制系統(tǒng)能 夠執(zhí)行限制用于較高階諧波的抑制的比例并且重點(diǎn)放在抑制較低階諧波分量的操作。
[0200] 此外，可以監(jiān)測(cè)感測(cè)諧波的各階分量的比例，并且通過(guò)重點(diǎn)放在具有較大比例的 階次的抑制來(lái)確定限制值。
[0201] 盡管以上詳細(xì)說(shuō)明了將本發(fā)明應(yīng)用于用周期性干擾觀察器對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行諧波 抑制的實(shí)際示例，但在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變形和修改。本發(fā)明總體 上能夠廣泛應(yīng)用于對(duì)受控對(duì)象的周期性干擾的抑制。這些變形和修改自然落入專(zhuān)利權(quán)利要 求書(shū)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種周期性干擾抑制控制設(shè)備，所述周期性干擾抑制控制設(shè)備包括： 周期性干擾感測(cè)部，感測(cè)受控對(duì)象的周期性干擾作為直流分量的感測(cè)的周期性干擾； 周期性干擾估計(jì)部，通過(guò)確定利用乘法器使用根據(jù)控制系統(tǒng)的傳遞特性確定的從周期 性干擾抑制命令到所述感測(cè)的周期性干擾的傳遞特性的倒數(shù)與所述感測(cè)的周期性干擾相 乘而得到的信號(hào)、與通過(guò)只將檢測(cè)延遲加到所述周期性干擾抑制命令而得到的信號(hào)之間的 差分，來(lái)估計(jì)周期性干擾； 加法器，通過(guò)計(jì)算由所述周期性干擾估計(jì)部估計(jì)出的估計(jì)周期性干擾與抑制干擾的周 期性干擾命令之間的偏差，來(lái)計(jì)算周期性干擾抑制命令;以及 學(xué)習(xí)控制部，按照通過(guò)將一個(gè)樣本間隔期間的周期性干擾抑制命令的差分除以所述一 個(gè)樣本間隔期間的感測(cè)的周期性干擾的差分而得到的量，來(lái)校正所述傳遞特性的倒數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的周期性干擾抑制控制設(shè)備，其中，所述周期性干擾抑制設(shè)備被 布置為通過(guò)將所述周期性干擾抑制命令疊加于與電源的系統(tǒng)總線連接的電力轉(zhuǎn)換裝置的 命令來(lái)抑制周期性干擾。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的周期性干擾抑制控制設(shè)備，其中，所述學(xué)習(xí)控制部被配置 為使用周期性干擾觀察器的控制時(shí)段的間隔期間的平均值作為所述感測(cè)的周期性干擾和 所述周期性干擾抑制命令。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的周期性干擾抑制控制設(shè)備，其中，所述學(xué)習(xí)控制 部被配置為當(dāng)所述感測(cè)的周期性干擾的平均值的一個(gè)樣本間隔期間的差分低于或等于閾 值時(shí)，停止學(xué)習(xí)控制并且輸出緊接著停止之前的所述傳遞特性的倒數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一項(xiàng)所述的周期性干擾抑制控制設(shè)備，其中，所述學(xué)習(xí)控制 部包括抑制所述傳遞特性的倒數(shù)突變的濾波器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一項(xiàng)所述的周期性干擾抑制控制設(shè)備，其中，設(shè)置有限制器， 所述限制器在所述周期性干擾抑制命令的幅值大于限制值時(shí)限制所述周期性干擾抑制命 令的幅值。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)所述的周期性干擾抑制控制設(shè)備，其中，多個(gè)周期性干 擾控制設(shè)備被并行地布置，并且被配置為抑制多階的周期性干擾。
【文檔編號(hào)】G05B13/02GK105940353SQ201580006436
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日
【發(fā)明人】只野裕吾
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社明電舍