[发明专利]一种减少中频电源的输出电压谐波的方法和装置

说明书

本发明实施例提供了一种减少单相中频电源的输出电压谐波的方法和装置。所述方法包括：步骤1，建立单相中频电源的离散状态空间数学模型；步骤2，生成所述单相中频电源的内环离散滑模电流控制器；步骤3，分别求出单相中频电源的基波、3次谐波和5次谐波伺服控制器的离散状态空间表达式；步骤4，生成增广系统的离散状态空间表达式，并根据时域鲁棒控制理论得到待求解的线性矩阵不等式；步骤5，将增广系统的所有极点都配置在指定的鲁棒区域内，求出满足该性质的线性矩阵不等式条件；步骤6，求解以所述线性矩阵不等式为约束条件的最优控制解，判断是否生成最优解；如果没有生成，则修改所述鲁棒区域范围，跳到所述步骤5，直至求出最优解。

技术领域

本发明涉及电气设备领域，尤其涉及一种减少中频电源的输出电压谐波的方法和装置。

背景技术

随着社会的发展和技术的进步，非线性负载的电气设备开始大量地投入应用，产生低频谐波的装置也越来越多，这些谐波不但会使供电电源输出电压发生畸变，电能质量下降，而且会因谐波损耗而导致整机效率下降、输出变压器发热、以及传导EMI干扰变大的问题。

逆变电源的基本控制目标是零误差跟踪参考信号、快速的动态响应、较强的鲁棒性能以及低输出电压THD，围绕该控制目标，多种控制技术已应用到逆变电源设计当中。传统的双闭环PI控制以其结构简单和易于实现的特点得到了广泛的应用，但由内模原理可知，这种控制方法在交流电源控制中存在静差。特别是在非线性负载条件下，现有控制方法均存在输出电压谐波过高的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种减少中频电源的输出电压谐波的方法和装置，具有较强的低次谐波抑制能力。

一种减少中频电源的输出电压谐波的方法，包括：

步骤1，建立单相中频电源的离散状态空间数学模型；

步骤2，结合所述离散状态空间数学模型，生成所述单相中频电源的内环离散滑模电流控制器；

步骤3，分别求出所述单相中频电源的基波、3次谐波和5次谐波伺服控制器的离散状态空间表达式；

步骤4，结合所述单相中频电源的离散状态空间数学模型、所述内环离散滑模电流控制器和所述伺服控制器的离散状态空间表达式，生成增广系统的离散状态空间表达式，并根据时域鲁棒控制理论得到待求解的线性矩阵不等式；

步骤5，将所述增广系统的所有极点都配置在指定的鲁棒D′区域内，求出满足该性质的线性矩阵不等式条件；

步骤6，利用鲁棒控制工具箱YALMIP，求解以所述线性矩阵不等式为约束条件的最优控制解，判断是否生成最优解；

步骤7，如果生成，则输出所述最优解；

步骤8，如果没有生成，则修改所述鲁棒D′区域范围，跳到所述步骤5，直至求出最优解。

一种减少中频电源的输出电压谐波的装置，包括：

建立单元，建立单相中频电源的离散状态空间数学模型；

第一生成单元，结合所述离散状态空间数学模型，生成所述单相中频电源的内环离散滑模电流控制器；

第一求解单元，分别求出所述单相中频电源的基波、3次谐波和5次谐波伺服控制器的离散状态空间表达式；

第二生成单元，结合所述单相中频电源的离散状态空间数学模型、所述内环离散滑模电流控制器和所述伺服控制器的离散状态空间表达式，生成增广系统的离散状态空间表达式，并根据时域鲁棒控制理论得到待求解的线性矩阵不等式；

第二求解单元，将所述增广系统的所有极点都配置在指定的鲁棒D′区域内，并求出满足该性质的线性矩阵不等式条件；