[发明专利]基于鲁棒残差发生器的电能质量控制器电压稳定控制方法以及装置

权利要求书

1.一种基于鲁棒残差发生器的电能质量控制器电压稳定控制方法，其特征在于，所述方法包括：

构建基于稳定控制器、补偿控制器的电能质量控制器的控制架构，所述补偿控制器包括基于观察器的残差发生器和参数矩阵，生成所述残差发生器的状态空间表达式其中，e_x为残差发生器的状态变量，为e_x的微分，x和w分别为标准被控对象的状态量和扰动输入量，A，C和E分别为标准被控对象的系统矩阵、输出矩阵和扰动输入矩阵，L为观察器增益矩阵，为重构的状态量；r为w产生的残差信号；

基于模型匹配生成所述补偿控制器的传递函数，对所述补偿控制器的传递函数降阶，并生成所述补偿控制器的一阶补偿控制器的解析函数式；

基于梯度下降的目标函数，对所述补偿控制器的一阶补偿控制器的解析函数式进行梯度下降优化，生成收敛性优化的基于鲁棒残差发生器的电能质量控制系统输出方程，实现对电能质量控制器电压的稳定控制；所述梯度下降的目标函数为：其中，J为目标函数，N为时间窗口，n₀为梯度下降优化算法的起始点，e_k为误差信号，u_k为控制信号，W_e、W_u分别为跟踪误差和控制量的权重系数，取值在[0,1]之间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

构建基于稳定控制器、补偿控制器的电能质量控制器的控制架构，所述补偿控制器包括基于观察器的残差发生器和参数矩阵，分别建立基于观察器的残差发生器的离散的状态空间表达式和参数矩阵的状态空间表达式。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于模型匹配生成所述补偿控制器的传递函数，并移出所述补偿控制器的传递函数中的二次项，完成对所述补偿控制器的传递函数降阶，并生成所述补偿控制器的一阶补偿控制器的解析函数式。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述补偿控制器的一阶补偿控制器的解析函数式，简化所述参数矩阵中高阶项系数，得到所述电能质量控制器优化的初始点。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于梯度下降的目标函数及所述电能质量控制器优化的初始点，对所述补偿控制器的一阶补偿控制器的解析函数式进行基于固定步长迭代计算的梯度下降优化，生成收敛性优化的基于鲁棒残差发生器的电能质量控制系统输出方程，实现对电能质量控制器电压的稳定控制。

6.一种基于鲁棒残差发生器的电能质量控制器电压稳定控制装置，其特征在于，所述装置包括：

控制架构构建模块，用于构建基于稳定控制器、补偿控制器的电能质量控制器的控制架构，所述补偿控制器包括基于观察器的残差发生器和参数矩阵，生成所述残差发生器的状态空间表达式其中，e_x为残差发生器的状态变量，为e_x的微分，x和w分别为标准被控对象的状态量和扰动输入量，A，C和E分别为标准被控对象的系统矩阵、输出矩阵和扰动输入矩阵，L为观察器增益矩阵，为重构的状态量；r为w产生的残差信号；

解析函数式生成模块，用于基于模型匹配生成所述补偿控制器的传递函数，对所述补偿控制器的传递函数降阶，并生成所述补偿控制器的一阶补偿控制器的解析函数式；

输出方程生成模块，用于基于梯度下降的目标函数，对所述补偿控制器的一阶补偿控制器的解析函数式进行梯度下降优化，生成收敛性优化的基于鲁棒残差发生器的电能质量控制系统输出方程，实现对电能质量控制器电压的稳定控制；所述梯度下降的目标函数为：其中，J为目标函数，N为时间窗口，n₀为梯度下降优化算法的起始点，e_k为误差信号，u_k为控制信号，W_e、W_u分别为跟踪误差和控制量的权重系数，取值在[0,1]之间。