基于内模原理的电力电子变流系统精确控制技术

针对非线性负载、参数变化、以及信号频率等变化导致电力电子变流系统性能欠佳的难题，有机融合重复控制、谐振控制和积分控制，提出、完善和提升基于内模原理的精确控制理论与设计方法：建立完备的谐振控制技术、完善双模重复控制技术、建立健全的性能指标体系、实现重复控制、谐振控制和积分控制三者的统一；建立基于内模原理的优化鲁棒复合控制方案；兼容现有技术，开辟出全新的基于内模原理的控制方式的频率自适应技术研究领域。通过系统的理论研究和具体实验来全面验证基于内模原理的精确控制方案的有效性，使电力电子变流系统兼备稳态精度高、动态响应快以及鲁棒性好的优点，形成一套适用于电力电子变流工程实践的高性能、高性价比、适用性更强的精确控制解决方案。该项研究的研究成果不仅能直接用于电力电子变流控制以改善电能质量，而且能广泛用于高精度伺服等多个领域，有着重要的理论意义和应用价值。

本研究项目建立了较为完备的基于内模原理的电力电子变流系统的精确控制理论和设计方法，为电力电子变流系统性能的优化和提升提供了稳态精度高、动态响应快以及鲁棒性强相结合的高性能控制方案，且具有低成本、易于实现的优点，主要研究结果包括四方面：（1）提出并建立了指定谐波重复控制技术及其设计方法，形成了基于内模原理的由单一正弦信号谐振控制、指定谐波重复控制和全频谱常规重复控制构建而成的完备控制方案；（2）提出并建立了通用的并联结构重复控制方案，将重复控制器结构由双内模并联推广至任意n内模并联,为基于内模原理控制方案的性能优化以及融合统一提供了新渠道；（3）将相位补偿控制方案由重复控制系统推广到了谐振控制系统，完善了谐振控制器的设计方法；（4）形成了将鲁棒反馈控制器与内模原理控制器相结合的鲁棒复合控制器优化设计方法。