专利名称：基于卡尔曼滤波的无功补偿装置状态估计方法
技术领域：
本发明涉及钢铁冶金行业中无功补偿装置控制系统设计领域，具体涉及基于卡尔曼滤波的无功补偿装置状态估计方法。
背景技术：
TCR型无功补偿装置对于解决钢铁冶金行业中电压波动、功率因数调节具有重要作用，而无功补偿装置要想获得良好的动静态性能就必须采用状态反馈控制，优异的状态估计能力能够增加系统鲁棒性，因此无功补偿装置状态估计便成为设计补偿装置控制系统的核心。发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种基于卡尔曼滤波的无功补偿装置状态估计方法，能够获得噪声干扰环境下的无功补偿装置状态无偏估计值。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为:基于卡尔曼滤波的无功补偿装置状态估计方法，其特征在于:它包括以下步骤:
根据无功补偿装置白噪声干扰条件下的离散状态方程，将无功补偿装置过程干扰噪声矩阵和测量噪声矩阵转换为卡尔曼滤波器已知参数矩阵Q、R ；
利用时间更新方程和状态更新方程进行迭代运算获得当前无功补偿装置状态估计值。
按上述方案，卡尔曼滤波器已知参数矩阵Q、R的获得步骤具体如下:
S1、根据模型辨识方法获得的无功补偿装置白噪声干扰条件下的离散状态方程\x{k + I) = Ax(k) +Fe(k) n、' '其中x(k)为k时刻的无功补偿装置状态值，U (k)为k时刻I y(k) = ( x(k) + (.1e{k)测量得到的无功补偿装置输入值，y(k)为k时刻测量得到的的无功补偿装置输出量，e(k)为k时刻的白噪声干扰值，其中x(k)为nXl列向量，u(k)为1X1维列向量，y(k)为I维向量，e(k)为1X1向量，则A为nXn矩阵，B为nX I矩阵，C为I Xn矩阵，F为nX I矩阵，G为1X1矩阵，且A、B、C、F、G均为已知；
S2、计算参数矩阵Q = F*F'，其中F'表示F的转置运算；计算参数矩阵R =G^G1，其中(V表示G的转置运算。
按上述方案，获得当前无功补偿`装置状态估计值的获得步骤具体如下:
S3、设置无功补偿装置状态估计初始值先验估计协方差#_=/ / ，其中InSnXn单位矩阵，P为大于O的正实数；设置无功补偿装置状态估计初始值乓=[O O OJ
S4、计算无功补偿装置k时刻先验估计值^和k时刻状态X先验估计误差的协方差，计算公式为^: Axk^l +Buk-' ,P^ = APk^Af+O，其中^为k-Ι时刻状态x的后验估计值，Uk^1为k-Ι时刻测量得到的无功补偿装置输入值即u(k-l)，Pk^1为k-Ι时刻状态X的后验估计误差的协方差；
S5、计算无功补偿装置k时刻后验估计值之,计算公式为
权利要求
1.基于卡尔曼滤波的无功补偿装置状态估计方法，其特征在于:它包括以下步骤: 根据无功补偿装置白噪声干扰条件下的离散状态方程，将无功补偿装置过程干扰噪声矩阵和测量噪声矩阵转换为卡尔曼滤波器已知参数矩阵Q、R ； 利用时间更新方程和状态更新方程进行迭代运算获得当前无功补偿装置状态估计值。
2.根据权利要求1所述的基于卡尔曼滤波的无功补偿装置状态估计方法，其特征在于:卡尔曼滤波器已知参数矩阵Q、R的获得步骤具体如下: ·51、根据模型辨识方法获得的无功补偿装置白噪声干扰条件下的离散状态方程
3.根据权利要求2所述的基于卡尔曼滤波的无功补偿装置状态估计方法，其特征在于:获得当前无功补偿装置状态估计值的获得步骤具体如下: ·53、设置无功补偿装置状态估计初始值先验估计协方差iT=/ / ，其中In为nXn单位矩阵，P为大于O的正实数；设置无功补偿装置状态估计初始值
全文摘要
本发明提供一种基于卡尔曼滤波的无功补偿装置状态估计方法，它包括以下步骤根据无功补偿装置白噪声干扰条件下的离散状态方程，将无功补偿装置过程干扰噪声矩阵和测量噪声矩阵转换为卡尔曼滤波器已知参数矩阵Q、R；利用时间更新方程和状态更新方程进行迭代运算获得当前无功补偿装置状态估计值。采用本方法不仅能够获得无功补偿装置状态无偏估计，而且还能够对无功补偿装置测量过程中受到的噪声干扰进行有效的滤波，较传统的状态观测器具有更好的滤波效果，非常适合应用于无功补偿装置这种电磁干扰复杂的电力设备。
文档编号H02J3/18GK103166232SQ201310044300
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者张华军, 谢德华 申请人:中冶南方工程技术有限公司