有源电力滤波器的滑模变结构控制

主要设计了改进的指数趋近律滑模变结构控制器,用于有源电力滤波器的电流跟踪控制.有源电力滤波器的直流电压控制选用发展比较成熟的PI比较控制法.参考已有的并联型有源电力滤波器的数学模型,借助Matlab/Simulink环境,进行了滑模变结构方法控制有源电力滤波器的仿真实验.仿真结果表明,指数趋近律滑模变结构控制,能有效地...     

基于DSP和滑模变结构控制的三相三线有源电力滤波器

针对滑模变结构控制方法在有源电力滤波器中的应用问题，提出了基于DSP的有源电力滤波器的谐波和无功电流实时检测方法，建立了三相三线有源电力滤波器电流控制回路数学模型，提出了滑模变结构控制方法，对该控制策略下三相三线有源电力滤波器的控制性能进行了分析，该方法跟踪的快速性好，系统的稳定性好，具有良好的纠偏能力。给出了基于该检测和控制方法的有源电力滤波器的仿真和实验结果，结果证明了该方案应用于有源电力滤波器的正确性和可行性。     

混合有源电力滤波器的新型电流迭代学习控制

混合有源电力滤波器可以动态抑制电网谐波电流和补偿容性无功功率,改善电网电能质量。针对传统PI型迭代学习控制算法在并联有源电力滤波器应用中的不足,算法收敛性严重依赖于学习控制的初始输入,迭代学习控制器的参数是定常值,会影响有源滤波系统的控制性能。本文提出一种新型PI迭代学习控制算法,将其应用于混合有源电力滤波器系统的电流反馈控制中,得到了应用迭代算法的收敛性条件,并采用一种改进的Ziegler-Nichols方法对控制器参数进行了优化,以提高系统的控制精度。为了提高系统的动态响应性能,提出一种谐波电流误差的反馈-前馈控制策略,其中电流误差信号的D型前馈控制环节用于实现滤波器系统的电流快速补偿,同时利用一个三层BP神经网络对前馈控制增益进行优化。仿真和实验结果证明了该迭代算法及控制策略的可行性与有效性。     

三相三线制并联型有源电力滤波器的准滑模变结构控制

提出一种基于准滑模变结构控制（QSMC）的有源电力滤波器的控制策略,用于减小常规滑模控制中存在的抖动问题。使用的方法是将系统的运动轨迹限制在理想滑动模态的某一领域 内,从而实现对滑模控制非线性部分进行处理,保证了在减小了系统的抖动的同时系统又具有较好的鲁棒性。同时分析了该装置的原理及控制方法,并对控制器的存在性,可达性及稳定性进行了分析。仿真结果证明了该控制算法简单,响应速度快,对外界噪声干扰和参数摄动具有鲁棒性等特点,对抖动也具有较好的抑制作用。     

有源电力滤波器精确反馈线性化准滑模变结构控制

提出一种基于精确反馈线性化的有源电力滤波器(active power filter,APF)准滑模变结构复合控制策略,解决了传统有源电力滤波器滑模控制器设计结构复杂及抖振问题。根据三相有源电力滤波器在d-q坐标系下的仿射非线性模型,推导相应的坐标变换矩阵与状态反馈表达式,得到系统精确反馈线性化模型。针对此线性系统设计积分滑模函数,并证明等效控制的存在性与滑模控制的可达性。最终实现了准滑模变结构控制器设计,并给出参数选取范围。仿真与实验结果证明,该复合控制方法结合了精确反馈线性化控制与滑模控制的优点,具有较优的动态控制响应与稳态控制性能。     

基于FPGA的粒子群优化PI控制器在有源滤波器中的应用

针对有源电力滤波器 APF (Active Power Filter) 中,电流补偿PI控制器参数难以整定的问题,提出了一种基于FPGA实现的粒子群优化PI控制器设计方案。利用粒子群优化算法对非线形系统的适应性强和易于工程实现等特点,同时以FPGA为硬件核心处理器,对电流补偿PI控制器的比例、积分参数进行优化。仿真和样机实验结果表明,优化后的PI控制器在动态性能以及控制精度等方面有明显提高,基于该 PI 控制器的有源电力滤波器能迅速有效产生补偿电流,抑制电网谐波,证明了该设计的可行性。     

三相三线制有源电力滤波器滑模变结构控制

在分析得出三相三线制有源电力滤波器电流控制回路时域数学模型的基础上,提出了滑模变结构控制的控制策略,对该控制策略下有源电力滤波器的控制性能进行了分析,给出了基于该检测和控制方法的有源电力滤波器的仿真和实验结果,结果证明了该方案的正确性和可行性。     

基于FPGA的粒子群优化PI控制器在有源滤波器中的应用

针对有源电力滤波器 APF (Active Power Filter) 中,电流补偿PI控制器参数难以整定的问题,提出了一种基于FPGA实现的粒子群优化PI控制器设计方案.利用粒子群优化算法对非线形系统的适应性强和易于工程实现等特点,同时以FPGA为硬件核心处理器,对电流补偿PI控制器的比例、积分参数进行优化.仿真和样机实验结果表明,优化后的PI控制器在动态性能以及控制精度等方面有明显提高,基于该 PI 控制器的有源电力滤波器能迅速有效产生补偿电流,抑制电网谐波,证明了该设计的可行性.     

基于重复控制的有源滤波器双闭环控制

针对有源电力滤波器的被控电流为周期变化的正弦量,提出引入重复控制对有源电力滤波器电流进行控制.以减小系统的稳态误差.通过检测电网电压和直流电压直接获得期望的电网电流,而无需检测负载电流和滤波电流,简化了检测电路.并且利用串级控制的思想,对电压环的参数进行设计,为有源滤波器控制器参数设计提供理论指导.该算法的复杂度小、实时性强和容易工程实现.实验结果表明,采用重复控制的有源滤波器使电网电流总畸变率从61.8%降至5.6%,功率因数从0.77提高到0.98.     

有源电力滤波器重复控制方法的设计

分析了三相并联型有源电力滤波器(APF)原理和电流控制数学模型。接着将重复控制器嵌入到有源电力滤波器(APF)中,实现PI控制和重复控制的双闭环电流控制。同时讨论了重复控制的稳定性和稳态误差,分析了重复控制器的参数设计。最后在一台20kVA并联型有源电力滤波器样机上验证了该方法的使用性和有效性。     

新型三相三线制模糊滑模控制并联有源滤波器设计

针对三相三线制电路中的谐波补偿问题,采用模糊滑模控制方法设计了一种新型并联有源滤波器,成功降低了三相电路中电源电流的谐波电流含量。谐波电流检测方法采用p-q谐波电流检测方法,能快速、准确地检测出负载电流中的谐波分量。直流侧电压采用PI控制方法实现稳定控制。参考电流跟踪控制采用所设计的模糊滑模控制方法实现。Simulink仿真结果显示,与传统的滞环比较控制方法相比,所设计的新型模糊滑模控制方法能够有效地降低跟踪误差,提高有源滤波器的谐波补偿效果。     

基于滑模控制的牵引变流器网侧有源滤波器电流控制策略

针对有源滤波器电流跟踪控制模块中现在控制方法灵活性较差、控制精度较低的不足,基于滑模变结构原理,对应用于牵引变流器网侧有源滤波器中的电流跟踪控制策略进行了研究。首先根据滑模控制原理从滑模切换面函数及控制函数两方面对控制策略进行了设计;在此基础上根据可达性条件从限制抖振幅度的角度对控制函数进行了优化;最后针对动车组不同运行工况,对所提控制策略在网侧有源滤波器中的控制效果进行了仿真验证。仿真结果表明,所提电流控制策略具有较好的网侧谐波补偿和抑制效果以及较高的电流跟踪控制精度,达到了预期的目标。     

基于优化滑动傅立叶分析和广义积分的并联有源滤波器控制策略

并联有源滤波器是一种解决非线性负载引起的谐波问题的有效手段,由于其性能的好坏受谐波检测和电流控制两方面因素的影响,文中提出了一种基于优化滑动傅立叶分析的电源参考电流获取方法,该方法在电网电压畸变的情况下依然适用;同时将广义积分应用于电流控制策略中,实现了电流跟踪零稳态误差的目标;并针对广义积分控制器的数字实现、延迟补偿以及抑制饱和做了深入的分析.实验结果证明了文中所提出的控制策略的有效性和可行性.     

Neural network based recursive terminal sliding mode control and its application to active power filters

In recent times, research interests for the control design of uncertain nonlinear systems are observed in neuroscience-inspired intelligent controllers. In this article, a recursive terminal sliding mode control scheme based on continuous radial basis emotional neural network (CRBENN) is proposed. First, a recursive terminal sliding mode controller is constructed. The sliding mode surface is composed of a fast non-singular terminal sliding mode surface and a recursive integral terminal sliding mode surface, which not only ensures that the tracking error converges to zero in a finite time, but also can eliminate the reaching phase and achieve global robustness by setting the surface parameters with appropriate initial values. In addition, in order to effectively deal with the uncertainty, an adaptive CRBENN controller with online parameter adjustment capability is established, and its stability and convergence are analyzed using the Lyapunov method. The designed CRBENN, inspired by neuroscience, is simple in structure and fast in response. Simulation and experimental results on active power filter show that the control scheme has good current tracking ability and anti-interference ability.     

基于协同控制理论的非线性直流附加控制器设计

为提高高压直流联络线所连交流系统的暂态稳定性,针对大规模交直流互联电网的非线性及其建模的不准确性,设计了一种新型的基于协同控制的直流附加控制器并将其用于多区域交直流混联系统中。首先根据各区域惯量中心设计合适的宏变量和流形,推导出基于协同控制直流附加控制器的解析表达式;然后以区域惯量中心角频率偏差和直流功率偏差最小为目标函数,采用遗传算法优化控制器参数;最后将所设计的控制器分别用于两区域交直流并联系统和多馈入系统,并采用PSCAD搭建详细模型进行时域仿真。仿真结果表明,与基于极点配置线性化方法和基于滑模控制非线性方法的直流附加控制器相比,提出的协同控制方法具有更好的控制效果,能够有效地抑制区间功率振荡。此外,该控制器的推导对系统模型的依赖性不强,且对不同负荷模型、不同运行方式和广域测量信号的延时具有较强的鲁棒性。     

弱电网下LCL换流器谐振的自适应抑制研究

LCL型换流器因其体积小,滤波性能好等优点广泛地应用于并网系统中。但其自身的谐振问题不可忽略,电容电流反馈的有源阻尼方法是常用的谐振抑制方法。在实际应用中,电网阻抗能够对LCL滤波器谐振产生影响。基于此,本文提出一种基于遗传算法优化RBF神经网络的自适应谐振抑制方法,该方法首先依据遗传算法对RBF神经网络进行初始参数的优化;利用RBF神经网络自身的辨识能力对PI控制器的参数进行识别,实时修正PI控制参数和有源阻尼系数,从而实现了LCL型换流器在电网阻抗变化时保持系统稳定。最后分别采用传统无参数优化方法、RBF神经网络优化方法以及本文所提方法进行实验,通过仿真结果的分析,验证了该方法的有效性。     

双馈发电机在不平衡电压下的二阶滑模控制

针对双馈风力发电机在电网电压不平衡时运行不佳的问题,将自适应二阶滑模应用到双馈风力发电机的直接功率控制系统中。采用滑模观测器对系统因负序分量引起的不确定部分进行估计,设计自适应二阶滑模控制器,推导了控制器参数的自适应律,使控制器参数能够在线修正。同时证明了控制系统在有限时间稳定。仿真研究显示所设计风力发电系统能对有功、无功功率及其定子电流进行有效控制,削减了传统滑模中的抖振。     

基于重复控制的有源滤波器的三态滞环控制方法

针对有源电力滤波器的被控电流为周期变化的正弦量,提出引入重复控制对有源电力滤波器电流进行控制,以减小系统的稳态误差.在此基础上,为提高系统响应速度,将重复控制与滞环控制有机结合,提出了三态滞环控制方法.通过检测电网电压和直流电压的控制直接获得期望的电网电流,简化了检测电路.利用串级控制的思想,对电压环的参数进行设计,为有源滤波器控制器参数设计提供一定的理论指导.该方法的物理意义明确,且算法的复杂度小、实时性强,工程容易实现.实验结果证明了该方法的可行性.