本发明涉及一种适用逆变器内环控制的简易重复控制器及其构建方法。
背景技术：
1、逆变器作为分布式发电系统的核心环节，其在传输有功功率的同时可利用谐波注入法对接入电网的电能质量进行治理。逆变器进行电能质量治理的关键在于其控制内环需实现对参考电流中各频次谐波的无静差跟踪。重复控制器因其优良的谐波跟踪性能被广泛应用于该领域。
2、传统重复控制器存在固有的延时环节，其动态响应性能较差。现有文献中多采用增加并联控制器的方式来提升重复控制器的动态响应性能，但对并联控制器的参数设计方法鲜有提及。此外，现有文献中广泛应用于重复控制器参数设计的“完美对消法”，其本质上为试凑法，设计效率较低，且所设计的补偿器通常由比例环节、低通滤波器以及超前环节串联构成，结构较为复杂，同时为保证重复控制器在中高频段的稳定性，需要牺牲一定的稳态跟踪精度。
技术实现思路
1、本发明的目的，在于提供一种逆变器内环控制的简易重复控制器及其构建方法，得到的简易重复控制器具有良好的动态响应性能以及较高的稳定裕度和稳态跟踪精度。
2、为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
3、一种适用于逆变器内环控制的简易重复控制器构建方法，包括如下步骤：
4、步骤1，确定逆变器内环控制的被控对象包括逆变电路及其出口滤波器，其在连续域下的表达式为：
5、p(s)＝ginverter(s)·gfilter(s)
6、其中，ginverter(s)为逆变电路传递函数，gfilter(s)为出口滤波器传输函数；
7、步骤2，确定简易重复控制器从输入到输出的传递函数在离散域下的表达式为：
8、
9、其中，kp为并联比例控制器比例系数，z为离散域算子，n为每基波周期采样次数，q(z)为低通滤波器，s(z)为补偿器；
10、步骤3，选取并联比例控制器比例系数kp，包括如下具体内容：
11、步骤301，基于内环控制系统的稳定性，确定kp的取值范围；
12、步骤302，基于内环控制系统的暂态响应特性，在步骤301确定的kp的取值范围内选取具体的kp值；
13、步骤4，基于简易重复控制器的稳定裕度和稳态跟踪精度，对低通滤波器和补偿器进行设计。
14、上述步骤1中，逆变器内环控制的被控对象p(s)使用零阶保持器法离散化得到p(z)。
15、上述步骤2中，逆变器内环控制系统基于两相静止坐标系实现，其中，内环参考电流为ixref，x＝α,β，控制反馈量为内环输出三相电流经clarke变换后得到的ix，x＝α,β，则简易重复控制器输入ex＝ixref-ix，x＝α,β，输出为调制信号ixoutput，x＝α,β。
16、上述步骤301中，将kp等效为被控对象的一部分，得到等效被控对象m(z)＝p(z)/[1+kp·p(z)]，其中，p(z)为p(s)的离散化形式；将等效被控对象m(z)视作一个以kp为唯一变量的离散闭环系统，基于nyquist稳定性判据确定使m(z)为稳定环节的kp的取值范围。
17、上述步骤302中，在参考电流突变的第一个基波周期内，内环控制的暂态响应传递函数h(z)＝kp·m(z)；基于步骤301确定的kp的取值范围，并借助matlab工具作出不同kp值下h(z)的幅频特性曲线，最终选取kp值使得h(z)在中低频段的幅值增益近似为1且无明显谐振尖峰。
18、上述步骤4中，低通滤波器q(z)采用内环控制的暂态响应传递函数h(z)＝kp·m(z)，m(z)为等效被控对象。
19、上述步骤4中，令简易重复控制器稳定性条件恒等于0，则补偿器s(z)＝kp；其中，p(z)为p(s)的离散化形式。
20、一种适用于逆变器内环控制的简易重复控制器，逆变器内环控制的被控对象包括逆变电路及其出口滤波器，其在连续域下的表达式为：
21、p(s)＝ginverter(s)·gfilter(s)
22、其中，ginverter(s)为逆变电路传递函数，gfilter(s)为出口滤波器传输函数；
23、所述简易重复控制器从输入到输出的传递函数在离散域下的表达式为：
24、
25、其中，kp为并联比例控制器比例系数，z为离散域算子，n为每基波周期采样次数，q(z)为低通滤波器，s(z)为补偿器；
26、其中，根据如下内容选取并联比例控制器比例系数kp：
27、步骤301，基于内环控制系统的稳定性，确定kp的取值范围；
28、步骤302，基于内环控制系统的暂态响应特性，在步骤301确定的kp的取值范围内选取具体的kp值。
29、采用上述方案后，本发明从理论分析角度给出了一种并联控制器及重复控制环节的参数设计方法，极大程度地提升了设计效率，简化了重复控制器结构。所设计的简易重复控制器具有良好的动态响应性能以及较高的稳定裕度和稳态跟踪精度。
1.一种适用于逆变器内环控制的简易重复控制器构建方法，其特征在于包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，逆变器内环控制的被控对象p(s)使用零阶保持器法离散化得到p(z)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2中，逆变器内环控制系统基于两相静止坐标系实现，其中，内环参考电流为ixref，xα,β，控制反馈量为内环输出三相电流经clarke变换后得到的ix，xα,β，则简易重复控制器输入ex＝ixref-ix，xα,β，输出为调制信号ixoutput，x＝α,β。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤301中，将kp等效为被控对象的一部分，得到等效被控对象m(z)＝p(z)/[1+kp·p(z)]，其中，p(z)为p(s)的离散化形式；将等效被控对象m(z)视作一个以kp为唯一变量的离散闭环系统，基于nyquist稳定性判据确定使m(z)为稳定环节的kp的取值范围。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤302中，在参考电流突变的第一个基波周期内，内环控制的暂态响应传递函数h(z)＝kp·m(z)；基于步骤301确定的kp的取值范围，并借助matlab工具作出不同kp值下h(z)的幅频特性曲线，最终选取kp值使得h(z)在中低频段的幅值增益近似为1且无明显谐振尖峰。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4中，低通滤波器q(z)采用内环控制的暂态响应传递函数h(z)＝kp·m(z)，m(z)为等效被控对象。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4中，令简易重复控制器稳定性条件恒等于0，则补偿器s9z）＝kp；其中，p(z)为p(s)的离散化形式。
8.一种适用于逆变器内环控制的简易重复控制器，其特征在于：逆变器内环控制的被控对象包括逆变电路及其出口滤波器，其在连续域下的表达式为：
