[发明专利]有源电力滤波器直流侧电压的改进滑模PI控制方法

权利要求书

1.有源电力滤波器直流侧电压的改进滑模PI控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将直流侧电容电压参考值u^*_dc-ref与实际值u_dc的差值定义为状态变量x₁，其变化率定义为x₂；

步骤2，根据系统状态方程改写滑模状态方程并确定滑模面为线性切换函数；

步骤3，由滑模面s_v的变化率和正常运动段趋近律函数联立得到控制律u₁(x)；通过滑模面的变化率和滑动模态运动段具有边界层的趋近律函数得出控制律u₂(x)；

步骤5，将改进的滑模控制器两个运动段的输出和PI控制器的输出叠加为直流侧电容电压波动在d轴上的电流参考值i_dcd^*；所述两个运动段是指步骤3中的正常运动段和滑动模态运动段；

所述步骤3中正常运动段控制律u₁(x)由如下方法计算得到：

将滑模面的变化率与正常运动段趋近律函数联立求解得到正常运动段的控制律u₁(x)为

其中c为常数，可通过改变c的数值改变滑动模态段的收敛速度；u为控制函数；k为常数且大于零。

2.根据权利要求1所述的有源电力滤波器直流侧电压的改进滑模PI控制方法，其特征在于，所述步骤3中滑动模态运动段控制律u₂(x)由如下方法计算得到：

将滑模面的变化率与具有边界层的趋近律函数联立求解得出滑动模态运动段的控制律u₂(x)为

3.根据权利要求1所述的有源电力滤波器直流侧电压的改进滑模PI控制方法，其特征在于，在所述步骤3和所述步骤5之间还包括步骤4：选取李亚普若夫函数判断所设计的滑模PI控制器使系统状态点在正常运动段是否具有可达性和在滑动模态运动段是否具有渐进稳定性的步骤。

4.根据权利要求3所述的有源电力滤波器直流侧电压的改进滑模PI控制方法，其特征在于，所述步骤4的具体方法包括：

步骤4.1，构造Lyapunov函数V＝1/2s_v²，则系统的可达性和稳定性条件为：

步骤4.2，由滑模面s_v的变化率和滑模面s_v可得：在正常运动段，系统状态点满足到达滑模面的条件且在滑动模态运动段，系统状态点满足渐近稳定的条件即即系统状态点向滑模面运动具有可达性，且系统是渐近稳定的；

其中，ε和k₁都是系统状态点在正常运动段的抖振影响因子。

5.根据权利要求1所述的有源电力滤波器直流侧电压的改进滑模PI控制方法，其特征在于，所述步骤5中改进的滑模控制器和PI控制器输出之和为直流侧电容电压波动在d轴上的电流参考值i_dcd^*的具体计算方法为：i_dcd^*为

6.根据权利要求1所述的有源电力滤波器直流侧电压的改进滑模PI控制方法，其特征在于，所述步骤5中所述的PI控制器的参数根据滑模面函数在线整定，整定方程为

其中，k_p⁺、k_p^-、k_i⁺、k_i^-、k_p^av和k_i^av均为正实数。