三相三線APF補償電流的模糊反饋檢測與控制
顏文旭,紀志成,謝林柏
江南大學通信與控制工程學院,江蘇無錫
摘 要:補償電流的檢測是三相有源電力濾波器的關鍵問題,快速準確地檢測出補償電流并實施有效的控制直接影響到有源電力濾波器的補償效果。對三相三線制有源電力濾波器進行電路模型分析,采用TS模糊反饋控制的方法,獲得三相三線制有源電力濾波器的補償電流,并對電源電流進行實時的模糊反饋控制。采用并行分布補償的方法設計了模糊反饋控制器,將有源電力濾波器的非線性問題線性化,在穩定性條件下求解線性矩陣不等式,得到無功功率及諧波電流全補償控制策略的狀態反饋增益,由此獲得連續的即時補償跟蹤電流,仿真及實驗結果驗證了補償電流檢測的準確性及模糊反饋控制的有效性,對簡化有源濾波器的電流檢測與其構成組件具有較大應用價值。
關 鍵 詞:有源電力濾波器;TS模糊控制;反饋控制;補償電流;線性矩陣不等式;并行分布補償
1 引 言
有源電力濾波器(ActivePowerFilter,APF)是動態抑制諧波和補償無功電流的有效途徑。為了實現有效的補償效果,正確地檢測出所需的補償電流是APF的首要的問題。補償電流的檢測有基于瞬時無功功率理論的方法[1],單周控制的方法[2],基于電流等效原理的方法[3],非線性解耦的方法[4],模糊自學習的方法[5],模糊神經網絡的方法[67],等。這些方法要么難以解決APF的非線性控制問題,要么運算量很大,產生時延使控制性能受到影響。TakagiSugeno(TS)模糊控制理論[8]在APF非線性控制中也得到了應用[910]。本文在三相三線APF電路模型的基礎上建立TS模糊模型,在保證系統穩定性的前提下,采用并行分布補償(PDC)的方法[11]設計TS模糊控制器,有效地進行了補償電流檢測并實施直接的反饋控制。仿真及實驗結果表明了該方法能夠有效地實現補償電流的檢測,且控制輸出連續,控制超調小,適應能力強,適合應用于三相三線APF控制。
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