[發明專利]基于分數階高階滑模模糊控制的有源電力濾波器控制方法

有效

• 申請號: 201711134132.3
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107846019B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 李思揚;費峻濤
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;G06N7/02;G06N7/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種基于分數階高階滑模模糊控制的有源電力濾波器控制方法。首先，建立三相并聯型有源電力濾波器的數學模型，在設計控制器時，先利用分數階高階滑模控制方法設計動態滑模面，再利用自適應模糊控制逼近，使系統保持穩定狀態。該方法大大增強了系統的補償性能和魯棒性能，達到快速有效消除諧波的目的。

技術領域

本發明涉及有源電力濾波技術領域，具體涉及一種基于分數階高階滑模模糊控制的有源電力濾波器控制方法。

背景技術

采用電力濾波器裝置吸收諧波源所產生的諧波電流，是一種抑制諧波污染的有效措施。有源電力濾波器具有快速響應性及高度可控性，不僅可以補償各次諧波，還可以補償無功功率、抑制閃變等。由于電力系統的非線性和不確定性，自適應控制和智能控制具有建模簡單、控制精度高、非線性適應性強等優點，可以應用在有源濾波器中用于電能質量控制和諧波治理，具有重要的研究意義和市場價值。

本發明深入研究了三相并聯有源電力濾波器的原理，在此基礎上建立數學模型，利用三相并聯型有源電力濾波器線性狀態方程，加入了分數階高階滑模控制方法。研究有源電力濾波器模型參考自適應控制，提出了分數階高階滑模模糊自適應控制算法，應用于三相并聯型有源電力濾波器的諧波補償控制。通過MATLAB仿真，驗證了增加分數階高階滑模模糊控制的自適應控制方法有效消除電路諧波，提高電源質量。

發明內容

為解決現有技術中的不足，本發明提供一種基于分數階高階滑模模糊控制的有源電力濾波器控制方法，有效消除電路諧波，提高電源質量，提高系統控制的可靠性、穩定性。

為了實現上述目標，本發明采用如下技術方案：一種基于分數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學模型：

二、利用李雅譜諾夫函數，分數階控制，模糊控制和高階滑模控制設計控制器。

前述的一種基于分數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學模型為：

其中

x為指令電流信號，為x的導數，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為直流側電容電壓，c_k、c_m為開關函數；m，k為大于0的常數；d_k為開關狀態函數。

前述的一種基于分數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，定義如下：

所述d_k為開關狀態函數，定義如下：

則d_k依賴于第k相IGBT的通斷狀態，是系統的非線性項。

前述的一種基于分數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：所述步驟二中利用李雅譜諾夫函數，分數階控制，模糊控制和高階滑模控制設計控制器，包括步驟：

1)設計分數階高階滑模滑模面；

2)設計分數階高階滑模模糊自適應控制器的控制律。

前述的一種基于分數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：所述設計分數階高階滑模滑模面，包括步驟：

定義跟蹤誤差：