(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221091783 0.5 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 安徽工业大学 地址 243032 安徽省马鞍山市经济技 术开 发区南区嘉善科技园2号楼 (72)发明人 刘晓东　钱金汇　张前进　翟昭荣　 (74)专利代理 机构 合肥昊晟德专利代理事务所 (普通合伙) 3415 3 专利代理师 何梓秋 (51)Int.Cl. G05B 17/02(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/15(2006.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 一种基于T-S 模糊的并网同步控制系统大信 号建模方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于T ‑S模糊的并网同步 控制系统大信号建模 方法， 属于电力电子并网同 步控制技术领域。 本发明先将传统的非线性模型 静态工作点转移到原点， 并根据状态变量求解其 雅可比矩阵， 根据雅可比矩阵当中的非线性项选 择前置变量并确定其论域， 并在论域当中选择前 置变量的线性化点， 其次将选择好的线性化点代 入到雅可比矩阵当中， 得到与线性化点数量相对 应的雅可比矩阵， 通过当今完备的线性理论， 如 Matlab软件中LMI工 具箱确定 所得雅可比矩阵的 公共正定矩阵P， 通过这种确定公共正定矩阵P的 方法对前置变量的论域进行优化， 直至最终得到 最大的论域， 进而重新选取线性化点， 确定隶属 度函数、 模糊规则以及仿射项， 最终得到并网同 步控制系统大信号T ‑S模糊模型。 权利要求书3页 说明书7页 附图4页 CN 115309072 A 2022.11.08 CN 115309072 A 1.一种基于T ‑S模糊的并网同步控制系统大信号建模方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1： 基于传统的并网同步控制系统的非线性模型， 将静态工作点使用变量替换的方法 转移到原点， 分别对非线性模型当中两个 状态变量 求偏导， 得到二阶雅可比矩阵； S2： 根据步骤S1中二阶雅可比矩阵， 选取锁相 环输出相角与稳定时相角之差x1(t)作为 前置变量， 确定x1(t)的论域； S3： 根据步骤S2中所确定的论 域选择论 域当中所需线性 化的点， 即线性 化点； S4： 将步骤S3中所确定的线性化点分别代入到步骤S1中得到的二阶雅可比矩阵之中， 得到分别与线性 化点所对应的雅可比矩阵； S5： 根据步骤S4中所得到的与线性化点所对应的雅可比矩阵列列 得到线性矩阵不等式 组， 利用Matlab软件中的LMI工具箱求得一个公共的正定矩阵P； 如果能够找到正定矩阵P， 返回步骤S2， 扩 大论域， 直到找 不到正定矩阵P， 如果找 不到正定矩阵P， 返回步骤S2， 缩小论 域， 直到找到正定矩阵P； 如果始终找不到正定矩阵P， 则说明所述建模方法找 不到系统的稳 定域； 最终得到x1(t)最大范围为(‑c， c)， c＞0； S6： 根据步骤S5中x1(t)的最大 范围重新选取线性 化点； S7： 根据步骤S6中所确定的线性化点进行隶属度函数、 模糊规则以及仿射项的确定， 最 终得到基于T ‑S模糊的并 网同步控制系统等效模型。 2.根据权利要求1所述的一种基于T ‑S模糊的并网 同步控制系统大信号建模方法， 其特 征在于： 在所述 步骤S1中， 传统的并 网同步控制系统的非线性模型如下： 其中， α为锁相环PI控制 器中积分器输出， kp和ki分别为PI控制 器中的比例系数和积分 系数， Ic为并网电流幅值， Vg为电网电压幅值， θpll为锁相环输出相角， θg为电网相角， ωg电 网角速度， Lg为电网寄生电感， Ic为参考电流幅值。 3.根据权利要求2所述的一种基于T ‑S模糊的并网 同步控制系统大信号建模方法， 其特 征在于： 在所述步骤S1中， 将传统的并网同步控制系统关于锁相环的非线性模型的静态工 作点转移到原点的模型如下： 其中， x1(t)为锁相环输出相角与系统稳定时输出相角之差， x2(t)为锁相环中PI控制器 积分器输出与系统稳定 输出之差， 为稳定时锁相环输出相角与电网相角差 。 4.根据权利要求3所述的一种基于T ‑S模糊的并网 同步控制系统大信号建模方法， 其特 征在于： 在所述步骤S1中， 对转移到原点的模型中的x1(t)和x2(t)求偏导 得到二阶雅可比矩权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115309072 A 2阵J： 5.根据权利要求4所述的一种基于T ‑S模糊的并网 同步控制系统大信号建模方法， 其特 征在于： 在所述步骤S 2中， 第一次确定x1(t)的论域时， 将x1(t)的论域确定 为0周围一个较小 的邻域， 如果步骤S5返回时能够找到正定矩阵P， 则扩大上一次x1(t)所选的论域， 直到找不 到正定矩阵P， 如果步骤S5返回时找不到正定矩阵P， 则缩小上一次x1(t)所选的论域， 直到 找到正定矩阵P， 此时x1(t)所选的论 域为x1(t)最终所确定的论 域。 6.根据权利要求5所述的一种基于T ‑S模糊的并网 同步控制系统大信号建模方法， 其特 征在于： 在所述步骤S3中， 选择步骤S2中所确定的x1(t)论域的左右边 界以及原点作为线性 化点。 7.根据权利要求6所述的一种基于T ‑S模糊的并网 同步控制系统大信号建模方法， 其特 征在于： 在所述步骤S4中， 将步骤S3中所确定的线性化点分别代入到步骤S1所确定的二阶 雅可比矩阵中， 得到矩阵Ai： 其中i＝1， 2， 3。 8.根据权利要求7所述的一种基于T ‑S模糊的并网 同步控制系统大信号建模方法， 其特 征在于： 在所述 步骤S5中， 根据步骤S4中所确定的雅可比矩阵列得到线性矩阵不 等式组： 9.根据权利要求8所述的一种基于T ‑S模糊的并网 同步控制系统大信号建模方法， 其特 征在于： 在所述步骤S6中， 根据步骤S5中所确定的x1(t)的最大论域重新选取线性化点， 分 别为±c，±0.75c，±0.5c和0。 10.根据权利要求9所述的一种基于T ‑S模糊的并网同步控制系统大信号建模方法， 其 特征在于： 在所述步骤S7中， 根据步骤S6中所确定的线性化点来确定隶属度函数以模糊规 则， 并确定 仿射项， 最终得到需要的并 网同步控制系统大信号的T ‑S模糊模型为： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115309072 A 3