[发明专利]模型参考自适应模糊控制的有源电力滤波器控制方法

摘要

本发明公开了一种模型参考自适应模糊控制的有源电力滤波器控制方法，利用T-S模糊控制理论和Lyapunov方法设计的交流侧电流补偿控制器，综合了模糊控制与自适应控制的各方面优势，在保证系统全局稳定的前提下既利用了T-S模糊逼近、T-S模糊控制强抗扰性优势，又利用了模型参考自适应控制能够克服被控对象的不确定性和快速、精确的跟踪性能，使直流侧电容电压精确跟踪设定电压的同时补偿电流快速准确跟踪指令电流信号，能够极大提高有源电力滤波器的补偿性能和系统的鲁棒性能，达到消除谐波的目的，有利于有源电力滤波器的快速推广。

主权项

1.模型参考自适应模糊控制的有源电力滤波器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）建立有源电力滤波器的非线性方程，形式如下：x·=Ax+B[f(x,t)+g(x,t)u+η]---(13)]]>其中，x为有源电力滤波器状态变量，x=x1x2T,x1=iL,x2=i·L,]]>i_L是电感电流I_L在一个周期内的状态变量的平均值，A=0100,B=01,f(x,t)=[-1LC,-1RC]x,g(x,t)=[4LC,0]x,]]>C是电容值，L是电感值，R是电阻值，u为逆变器开关占空比，是有源电力滤波器的控制输入，η是各种扰动与逼近误差的总和，满足η=d(t)，u_s是电网电压；（2）选取参考模型，参考模型的状态空间模型表达式如下，x·m=Amxm+Bbmr---(14)]]>其中，Am=0,In-1am∈R2×2]]>是系统矩阵，B=01,]]>b_m∈R^1×1是控制矩阵调整系数，x_m是参考模型状态变量，r是参考模型控制输入量，同时，矩阵A_m是稳定的，对于给定的任意半正定对称矩阵Q，存在正定对称矩阵P满足AmTP+PAm=-Q;]]>（3）定义有源电力滤波器的广义状态跟踪误差e为e＝x_m-x      （15）（4）采用T-S模糊模型逼近有源滤波器非线性方程式（13）的f(x,t)+g(x,t)u，得到：其中，a_i∈Rⁿ，b_i∈R是T-S模糊模型的第i条模糊自适应参数，为最优模糊自适应参数，m是模糊规则条数，μ_i是T-S模糊模型输入矢量的隶属度函数；（5）设计有源电力滤波器模型参考电流自适应模糊控制器，所述控制器由T-S模糊控制项与滑模控制项构成，其中，T-S模糊控制项u_f为，uf=Σj=1mξj(k1jx+k2jr)]]>其中，k_1j∈Rⁿ，k_2j∈R是第j条模糊自适应参数，m是模糊规则条数，ρ_j是T-S模糊模型输入矢量的隶属度函数；滑模控制项u_s为，us=kfη‾ksbmsgn(eTPB)]]>其中，k_f,k_s为控制项调整参数，为各种扰动与逼近误差的总和η的上界，则有源电力滤波器模型参考电流自适应模糊控制器的输出φ为，φ＝k_fu_f+k_su_s（6）基于Lyapunov稳定性理论设计模糊自适应参数的自适应律，保证跟踪误差e收敛到零；（7）将有源电力滤波器电流自适应控制器的输出φ作为有源电力滤波器的控制输入u送入PWM生成器生成控制逆变器开关的PWM信号，对有源电力滤波器的四个开关管进行通/断控制，产生的补偿电流注入电网实现电流补偿和无功消除；（8）采用PI控制器对有源滤波器直流侧电容电压进行控制。