3.模糊PI控制器
模糊PI控制器主要由参数模糊化、模糊推理、解模糊和PI控制器组成,图2示出其原理框图。本文采用二维结构模糊控制器,以采样信号与参考信号的误差e和误差的变化率ec为输入量,以控制量的变化为输出量,这样的模糊PI控制结构简单,动态控制性能良好。接下来将输入量进行模糊化处理得到误差E和误差的微分量EC,控制器的输出量为p Δk,i Δk,先找出p Δk,i Δk 与E和EC之间的模糊关系,再根据模糊控制规则进行模糊推理,对参数进行在线修正,将算出的参数代入下式计算:

式中0p k , 0i k 为PI参数的初始设定值,由控制系统的特性决定。
建立模糊规则的原则是使系统输出响应的动静态特性达到最佳:当误差大或较大时,选择控制量以尽快消除误差为主;当误差较小时,选择控制变量要以系统的稳定性为主,防止系统超调。因此通过仿真和实验设计可得到针对p Δk , i Δk 的模糊规则表。

4.重复控制器设计
重复控制是基于内模原理的一种控制方法,包括重复信号发生器模块和补偿器模块。
它将重复信号发生器作为周期性扰动信号植入控制系统中,能有效实现系统的无静差跟踪控制。本设计采用改进型重复控制器,即在重复信号发生器内模中附加一滤波器,如图3所示。

图3中,r为逆变器给定信号,y为逆变器输出电压,e为误差信号,d为死区、负载等其它周期性扰动等效信号,zN为周期延迟环节,N为一个工频周期的采样次数,Q(z)通过正反馈环节将误差信号进行周期性累加,它可以是一个略小于l的参数或低通滤波器,工程上常取Q(z)=0.9.z?N和Q(z)构成了重复信号发生器。C(z)为重复控制环路补偿器。
补偿器C(z)根据控制对象P(z)的特性设置,在检测到上一周期的误差信息后,补偿器C(z)负责在下一周期给出幅值相位准确的控制量。通常可以采用以下形式实现:

其中: r K 为可调增益。r K 越小,稳定裕度越大;反之, r K 越大,误差收敛速度越快,稳态误差越小,本文r K 取为0.86,zk为超前环节,是补偿器C(z)进行相位补偿所必需的,本文k取6. ( ) 1 C z 常取为一个截止频率与P(z)近似的二阶低通滤波器以实现高频衰减,提高稳定性和抗高频干扰能力。与模糊PI自整定控制构成复合控制器如图4所示。

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