[發明專利]基于線性化反饋的模糊高階滑模有源電力濾波器控制方法

有效

• 申請號: 201810067129.2
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108110761B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 李思揚;費峻濤;梁霄
• 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
• 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

1.基于線性化反饋的模糊高階滑模有源電力濾波器控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)建立有源電力濾波器數學模型；

(2)設計控制器：首先設計動態滑模面，再利用線性化反饋控制設計滑模控制器，并在滑模控制器的基礎上利用模糊控制逼近不確定項，設計自適應律使系統保持穩定狀態，所述設計自適應律的具體步驟為：

定義用于輸入的跟蹤誤差e：

e＝x-x_d

其中，x為指令電流，x_d為參考電流，

對跟蹤誤差進行二次求導：

其中，為的導數，為x_d的導數；

定義滑模面：

l＝e+k₂∫e

其中k₂為常數，∫e為對跟蹤誤差的積分；

對滑模面求導：

其中為e的導數；

定義高階滑模面s：

其中，為大于0的常數，

對高階滑模面求導：

其中為的導數，為s的導數；

根據線性化反饋技術，

因為所以令g₁(x)＝b，

其中ρ為大于0的常數，且ρ≥|D|，D為ρ的上界常數，sgn為符號函數，ξ和R_X是為了簡化過程設計的中間變量，

因為：

所以：

因此，自適應律設計為：

2.如權利要求1所述的基于線性化反饋的模糊高階滑模有源電力濾波器控制方法，其特征在于：所述步驟(1)中建立的有源電力濾波器數學模型為：

其中，x為指令電流，為x的導數，u為控制器輸入，b為常數，L_c為電感，R_c為電阻，v_dc為直流側電容電壓，v_k為三相有源電力濾波器端電壓，i_k為三相補償電流，d_k為開關狀態函數，d_k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；c_k、c_m為開關函數，m，k為大于0的常數。

3.如權利要求2所述的基于線性化反饋的模糊高階滑模有源電力濾波器控制方法，其特征在于：對步驟(1)得到的有源電力濾波器數學模型進行二次求導，有源電力濾波器數學模型可以定義為：

為f(x)的導數，為u的導數，為的導數；設其中f₁(x)為未知的非線性函數，則所述有源電力濾波器數學模型可以定義為：

4.如權利要求2所述的基于線性化反饋的模糊高階滑模有源電力濾波器控制方法，其特征在于：根據設計的高階滑模控制律設計加入模糊的控制律為：

其中，為的模糊逼近函數，為f(x_k)的模糊逼近函數，為ρsgn(s)的模糊逼近函數，x_k為x的標量形式，s_k為高階滑模面s的標量形式。

5.如權利要求4所述的基于線性化反饋的模糊高階滑模有源電力濾波器控制方法，其特征在于：所述步驟(2)中利用李雅譜諾夫函數進行自適應律設計的具體步驟為：

設李亞普諾夫函數：

因為

其中，和分別為V₁和V₂的導數，s^T為s的轉置，Y₁和Y₂為大于0的常數，為函數的模糊參數，為函數的模糊參數，為的轉置，為的轉置，為的導數，為的導數，和φ^T(h_k)分別為和的隸屬度函數，為h(s_k)的估計值、為函數f(x_k)的理想值，為函數h(s_k)的理想值，ω是模糊系統的逼近誤差，f(x_k)為實際值；

因為：

所以

其中，ω_k為ω的標量形式，為ω_k的導數，為d_k的導數，

進而設計系統的自適應律為：

其中，η為大于0的常數；

將(2)，(3)，(4)帶入(1)得到：

當時，成立，

其中，||s_k||為s_k的范數，其中，|ω_max|為ω的最大值的絕對值。