重复—模糊PI复合控制策略在APF中的应用

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)要求补偿电流能够无误差地跟踪给定的谐波电流信号,否则会影响APF的补偿效果。传统单一控制方法在控制准确度和响应速度上不能兼顾,应用复合控制策略,将不同控制方法的优缺点进行互补组合,可得到更优的控制策略。重复控制能产生与谐波电流相同的输出,因而可以取得对各次谐波零稳态误差跟踪补偿,但是其动态性能不佳。通过与模糊PI控制相结合,形成复合控制策略,可以利用模糊PI控制器保证系统的动态性能,依靠重复控制器提高输出电流波形的跟踪准确度,显著改善滤波效果。经过仿真证明采用的重复-模糊PI复合控制策略可以同时取得较好的补偿准确度与动态响应速度,比较适合于APF中补偿电流的控制。     

有源电力滤波器多特征谐波电流调节器复合控制策略研究

正介绍了一种多特征谐波电流调节器复合控制策略来提高并联型有源电力滤波器(APF)的稳态补偿准确度。首先,分析了输出电流的相位延时对稳态补偿准确度的影响,抑制这种相位延时可以通过对电流调节器进行相位补偿来实现,单个电流调节器只能对所有特征频率的谐波相位延时进行统一的补偿。然后提出了多特征谐波电流调节器复合控制策略,采用多个PI调节器加重复控制器并联使用的复合调节器,可以对每次谐波进行单独的控制调节和相位补偿,得到较好的稳态补偿准确度。最后通过仿真和实验验证了该控制策略能够很好的达到抑制50次以内各次特征频率谐波的目的。     

基于重复-PI的复合控制应用于并联有源滤波器研究

并联有源电力滤波器的工作原理是主电路向电网注入大小相等、方向相反的电流量来达到谐波抑制,其性能主要包括动态响应速度和稳态补偿精度。PI控制应用于谐波抑制具有动态响应快、稳态精度低的特点,重复控制具有稳态精度高、动态响应慢的特点,为综合两者的优点,提出将重复控制与PI控制进行串并联的复合控制策略：先将一重复控制与PI控制构成串联复合,再将串联复合与另一重复控制并联构成串并联复合。并将其与PI控制、串联复合控制和并联复合控制的谐波补偿性能分别进行了仿真对比研究与实验验证。仿真结果表明串并联复合控制具有更好的谐     

基于复合控制的并联有源滤波器研究

通过分析三相三线制并联有源电力滤波器的电路结构,建立了主电路d-q坐标系下电流环控制的数学模型。针对传统PI控制稳态精度低的缺点,提出将其与重复控制串联的复合控制策略。利用PI控制提高系统的动态响应,利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点提高系统的稳态精度。在负载平衡与不平衡情况下,对复合控制应用于谐波补偿的性能进行了仿真研究。结果表明,在负载平衡与不平衡情况下,复合控制都具有良好的动静态性能,该方法应用于谐波抑制是正确可行的。     

有源电力滤波器补偿电流的性能分析

为了提高并联型有源电力滤波器（ APF）的补偿性能,在同步旋转坐标系下提出了一种理想的电流控制策略,即基于数字PI控制和重复控制并联结构的复合电流控制方法。利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度,PI控制保证APF的动态性能。试验结果和理论分析结果表明,并联结构的补偿电流控制器是可行的。     

电容分裂式三相四线制APF新型控制方法

针对传统比例积分(PI)控制器对于周期性信号跟踪性能较差、补偿精度不高的问题,在电容分裂式三相四线制不对称负载系统中,提出了基于PI控制和重复控制并联的复合控制策略。该策略结合了PI控制对指令响应的快速性和重复控制对周期性信号控制的高精度性的优点,构成了复合控制器,将其应用到有源电力滤波器(APF)电流跟踪环节中。对该策略进行了理论分析、仿真和实验验证,结果表明该设计方法能实现对指令的快速响应,同时提高电流跟踪精度,提高并网电流质量,由此验证了该控制策略的可行性和有效性。     

并联有源电力滤波器优化控制方法

为了提高LCL型并联有源电力滤波器(APF)的谐波补偿性能,这里介绍了一种基于重复控制和比例积分(PI)控制的复合控制方法的双环控制策略.结合系统开、闭环传递函数特性,给出了系统内外环的调节器设计过程.通过优化控制参数,APF具有较好的补偿精度、动态性能和过流保护特性.最后通过仿真和实验验证了该控制方法的正确性和有效性...     

单同步旋转坐标系下APF的谐波快速重复控制

输出补偿电流的控制精度直接影响有源电力滤波器(APF)的补偿效果。为提高APF的稳态补偿精度和动态响应速度,提出一种基于单同步旋转坐标的谐波电流快速重复控制(FRC)策略。在建立APF在基波旋转坐标系下数学模型的基础上,通过电网正序角速度的同步旋转坐标变换,可将输出指令电流中的基波分量转化为直流量,同时将6k±1次谐波分量转化为6k次交流量。随后提出比例积分(PI)控制结合FRC的复合控制方法,PI控制实现对直流量进行无差跟踪,同时抑制低频扰动,短延时的FRC实现对6k次交流量的准确跟踪和快速响应。该方法兼顾了APF对稳态补偿性能和动态响应速度的需求,实验结果验证了该控制策略有效。     

单相并联型有源电力滤波器研究

针对在传统电流PI控制方式下,单相并联型APF不能充分补偿3次谐波的问题,在不影响系统控制性能及补偿效果的前提下,加入适当的比例-谐振(PR)控制器对原电流PI控制器进行改进,针对性地补偿3次谐波电流。利用LCL型滤波器的优越性在APF的交流侧替代了L型滤波器与电网相连;采用了适用于单相电路的SDFT谐波电流检测方法,从负载电流中提取基波和3次谐波;针对3次谐波电流进行了PR控制器设计,并分析了改进后整个电流闭环系统的控制性能。最后通过Matlab/Simulink验证了改进后控制方法的可行性。     

APF在高速电机谐波抑制中的应用

以提高电网侧电能质量与利用率并降低高速电机输出转矩脉动为目的,采用并联型有源电力滤波器应用于高速电机谐波抑制的应用研究。根据电机控制系统中谐波电流变化的特点,针对传统PI控制策略在有源电力滤波器中存在补偿精度不高的问题,同时针对谐波信号周期性变化的特点,采用将PI与重复相结合的复合控制方式应用于谐波电流的控制。保证有源电力滤波器的动态性和稳定性,详细分析了复合控制的设计思路,并仿真搭建了APF系统模型,同时用实验样机验证了该思路的有效性,仿真和实验结果表明该复合控制能够有效降低电流畸变率,明显改善滤波效果。     

混合型有源电力滤波器的复合电流控制策略

针对电网中非线性负载引起的谐波问题,提出了一种并联混合有源电力滤波器结构。基于此拓扑结构,建立了其数学模型,并设计了基于PI控制策略的电流控制器。针对传统PI控制方法补偿精度受带宽制约,补偿效果不理想的问题,提出了基于重复控制的电流双闭环控制方法,并设计了双闭环电流控制器。仿真和实验结果表明,该控制策略具有很高的稳态补偿精度,能够有效补偿由非线性负载引起的谐波电流。补偿后电网电流THD降低到5%以下,波形近似于正弦波。     

基于误差迭代PI和改进重复控制的APF补偿电流控制

针对电网谐波污染日益严重的情况,为提高有源电力滤波器(APF)的稳态补偿精度和动态响应性能,从谐振控制器的角度出发,对传统重复控制进行改进,并针对控制对象优化得到最优重复控制参数。同时,为了克服重复控制延时一个周波响应的动态性能缺陷,提出了一种误差迭代比例—积分(PI)控制法,在提高系统动态响应速度的基础上尽可能保证稳态精度。最后,对重复控制的嵌入形式加以改进,通过设置指令前馈通道优化控制结构,得到了改进复合控制的优化结构,实验和仿真结果验证了所提出控制策略的准确性和有效性。     

配电静止同步补偿器补偿电流优化重复控制策略

比例—积分与重复控制相结合的电流控制策略可以有效地提高配电静止同步补偿器的无功功率和谐波补偿精度,并抑制装置自身由于死区、电网畸变等影响在输出电流中产生的低次谐波,由于传统重复控制器设计引入周期延时环节,导致装置动态时性能不佳,稳定性差。针对这一问题进行改进,提出基于误差调节及改进内模的优化重复控制,利用滞环比较器和衰减器构成误差调节器,在指令或负载切换等动态过程中,根据无功轴电流误差幅值对重复控制器输入信号进行动态调节,减小重复控制对比例—积分前馈通路的影响,并根据三相电网在同步旋转坐标系下谐波电流特性,采用改进内模减小周期延时,提高装置动态性能和稳定性。仿真和实验结果验证了提出方法的可行性和实用性。     

并联有源电力滤波器典型重复控制策略的分析与改进

目前并联有源电力滤波器采用的典型重复控制通常由PI控制与重复控制并联构成,存在中频段开环增益不足的缺点,且PI控制器同时存在于前向通道与反馈通道中,动态补偿效果不佳。提出了改进的重复控制策略,利用PI控制构成电流内环,对控制对象的中低频段特性进行校正,提高控制系统鲁棒性。利用前向通道中的重复控制器提供对谐波信号的高增益,提高了有源电力滤波器的中频段带宽。同时利用参考电流信号前馈至PI控制电流内环,充分保证控制系统的动态性能。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

一种高性能的单相逆变器多环控制方案

提出了一种高性能的单相逆变器控制策略.该方案在电压电流双闭环控制基础上增加了外层的重复控制器.在实现输出电压解耦和扰动电流补偿后,电压外环采用比例积分环节,电流内环采用比例环节的控制器.理论分析证明在这种双环结构下,可以实现任意配置闭环极点,因而使逆变器达到了很快的响应速度及较好的稳态精度.位于内层的双环瞬时控制器改善了系统的动态特性,位于外层的重复控制器提高了稳态精度及抗非线性负载扰动的能力,两种控制器各司其职,互为补充,为单相逆变器波形控制提供了一种接近完美的控制方案.最后在一台基于DSP TMS320F240的单相PWM逆变器实验装置上验证了该控制方案的正确性.     

基于d-q坐标系的有源电力滤波器双闭环控制策略的研究(先确认排版稿正确)

一般对于普通工业负荷来说,要求有源电力滤波器滤除50次以内的谐波电流。传统的PI控制只能对直流分量进行无差控制,而且其带宽也不够。为了解决这个问题,文章对在d-q同步旋转坐标下前馈解耦的电流环控制器进行改进,引入重复控制与参数自调节模糊PI控制并联的复合控制策略,对重复控制回路参数进行了优化设计。对于传统的电压外环PI控制策略,因其参数整定复杂,且当系统负荷剧烈变化时无法保持稳定而产生大量纹波,鲁棒性差,对此文章采用模糊-PI双模控制策略。对于上述控制策略,在计算机上搭建其仿真模型,结果表明复合控制策略较PI控制策略具有更快的动态响应速度和更高的谐波补偿精度,而直流侧引入模糊-PI双模控制策略较之传统PI控制鲁棒性更好,且响应迅速。     

改进的并联型H桥APF控制策略研究

为了提高并联型H桥有源滤波器的工作效率，当电源电压失真时，更短的时间内计算出更精确的补偿电流，提出了一种自适应谐波检测算法和载波相移正弦脉冲宽度调制技术（CPS-SPWM）相结合的控制策略。首先通过自适应谐波检测算法快速准确地计算出参考补偿电流，为无差拍控制提供精确的补偿指令，然后采用外环电压PI控制实现桥臂电压稳定，并采用内环均压比例控制实现桥臂上子模块电容电压相同，最后通过CPS-SPWM为有源滤波器提供更准确的调制波信号。通过仿真结果，证明了改进的控制策略比传统方法具有更高的稳定性和准确率。     

基于复合控制的改进型级联STATCOM控制策略

作为当前广泛应用的无功补偿装置,静止同步补偿器(STATCOM)在进行无功补偿的同时,还可以实现对谐波及不对称分量的补偿功能。STATCOM进行多目标补偿时,比例积分(Proportion-Integral,PI)控制难以实现对谐波及不对称分量的无静差控制。为此,提出将一种改进型重复控制技术引入谐波及不对称分量的跟踪控制中,建立了基于重复控制和PI控制的复合控制器的模型,该控制器既可实现对直流信号的快速跟踪控制,又能显著加快对交流信号的响应速度。针对特征谐波的选择性补偿,采用dq坐标变换及递归傅立叶变换(DFT)相结合的电流检测方法。最后,基于多FPGA控制架构搭建了基于H桥的级联STATCOM仿真与实验平台,并通过仿真及实验来验证控制策略的合理性。     

有源电力滤波器电流控制研究

传统PI无法实现有源电力滤波器无静差谐波补偿,于是本文提出了两种输出电流控制策略：PI控制和重复控制并联运行的复合控制技术与指定次数无静差控制技术。PI控制和重复控制并联运行的复合控制技术利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度,PI控制保证有源电力滤波器的动态性能。指定次数无静差控制技术对单频率谐波进行无静差调节。仿真与实验结果证明了所提出的两种控制技术的有效性。     

有源电力滤波器电流控制策略研究

针对传统PI无法实现有源电力滤波器无静差谐波补偿的问题,提出了两种输出电流控制策略:PI控制与重复控制并联运行的复合控制技术和指定次数无静差控制技术.前者利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度,PI控制保证有源电力滤波器的动态性能.后者对单频率谐波进行无静差调节.仿真与实验结果证明了所提出的两种控制技术的有效性,但其工业现场的应用仍需进一步验证.