[發(fā)明專利]基于分數(shù)階高階滑模模糊控制的有源電力濾波器控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711134132.3
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107846019B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李思揚;費峻濤
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;G06N7/02;G06N7/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于分數(shù)階高階滑模模糊控制的有源電力濾波器控制方法，其特征在于：包括步驟：

一、建立有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型：

二、利用李雅譜諾夫函數(shù)，分數(shù)階控制，模糊控制和高階滑模控制設(shè)計控制器；

所述步驟二中利用李雅譜諾夫函數(shù)，分數(shù)階控制，模糊控制和高階滑模控制設(shè)計控制器，包括步驟：

1)設(shè)計分數(shù)階高階滑模滑模面；

2)設(shè)計分數(shù)階高階滑模模糊自適應(yīng)控制器的控制律；

所述設(shè)計分數(shù)階高階滑模滑模面，包括步驟：

定義跟蹤誤差：

e＝x_d-x (9)

其中，x_d為參考電流信號，x為指令電流信號，將公式(9)求導(dǎo)得：

其中，為x的導(dǎo)數(shù)，為x_d的導(dǎo)數(shù)；

定義分數(shù)階一階滑模面：

s＝-λ₁e-λ₂∫e-λ₃D^α-1e (11)

其中，λ₁,λ₂,λ₃為正數(shù)，D^α-1為分數(shù)階模塊，1＞α＞0，∫e為對誤差的積分；

對公式(11)求導(dǎo)得：

其中，D^α為D^α-1的求導(dǎo)結(jié)果；

將公式(10)，代入公式(12)得到：

定義高階滑模面：

其中為大于0的常數(shù)；

將公式(11)，(13)帶入公式(14)得到：

將公式(15)求導(dǎo)得分數(shù)階高階滑模滑模面導(dǎo)數(shù)：

其中，為的導(dǎo)數(shù)，為f(x)的導(dǎo)數(shù)，為u的導(dǎo)數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分數(shù)階高階滑模模糊控制的有源電力濾波器控制方法，其特征是：所述步驟一具體包括以下步驟：

建立有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型為：

其中

x為指令電流信號，為x的導(dǎo)數(shù)，L_c為電感，R_c為電阻，i_k為三相補償電流，v_k為三相有源電力濾波器端電壓，v_dc為直流側(cè)電容電壓，c_k、c_m為開關(guān)函數(shù)；m，k為大于0的常數(shù)；d_k為開關(guān)狀態(tài)函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于分數(shù)階高階滑模模糊控制的有源電力濾波器控制方法，其特征是：所述c_k指示IGBT的工作狀態(tài)，定義如下：

所述d_k為開關(guān)狀態(tài)函數(shù)，定義如下：

則d_k依賴于第k相IGBT的通斷狀態(tài)，是系統(tǒng)的非線性項。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于分數(shù)階高階滑模模糊控制的有源電力濾波器控制方法，其特征是：所述步驟2)中，設(shè)計分數(shù)階高階滑模模糊自適應(yīng)控制器的控制律，具體步驟為：

設(shè)計系統(tǒng)控制律為：

將公式(8)，(10)帶入公式(17)：

其中，令ρsgn(σ)＝d_k，ρ為大于0的常數(shù)，且ρ≥|D|，sgn為符號函數(shù)，D為ρ的上界常數(shù)；

加入模糊控制，系統(tǒng)控制律設(shè)計為：

其中，為的模糊逼近函數(shù)，為f(x)的模糊逼近函數(shù)，為ρsgn(σ)的模糊逼近函數(shù)，D^α+1為D^α的求導(dǎo)結(jié)果。