[发明专利]基于反馈线性化的有源电力滤波器自适应模糊控制方法

说明书

技术领域：

本发明属于有源电力滤波技术领域，特别涉及一种基于反馈线性化的有源电力滤波器自适应模糊控制方法。

背景技术：

随着经济社会的快速发展和电力电子技术的广泛应用，各种非线性负载的应用迅速增长，这给人们带来便利的同时，也带来了严重的电能质量问题，诸如功率因数降低、电流电压波形畸变和相位失真等问题，所以必须对此进行有效的治理。目前主要采用外加滤波器的方式进行治理，滤波器分为无源滤波器和有源滤波器两种，由于无源滤波器存在只能补偿特定谐波等缺陷，所以现在对电能问题的治理主要集中在有源滤波器。有源滤波器是抑制电网谐波和补偿无功功率，改善电网供电质量的一种电力装置，与无源滤波器相比，它具有响应速度快，补偿特性不受电网阻抗的影响，并能提高电力系统的供电效率，因此受到了广泛的重视。

由于难以获得被控对象精确的数学模型，传统的控制方案难以达到理想的控制效果。智能自适应有源滤波器动态补偿和控制是有源电力滤波器（APF）控制系统研究的发展趋势。其中，反馈线性化理论能将非线性模型转化为线性模型，简化数学模型和控制器的设计。滑模变结构控制具有保持对系统结构不确定性、参数不确定性以及外界干扰等不确定因素的鲁棒性、快速响应等优点。模糊控制不依赖被控对象精确的数学模型，建模简单、控制精度高、非线性适应性强、鲁棒性强。因此，鉴于自适应控制，反馈线性化理论，滑模变结构控制，模糊控制相互之间具有很强的互补性，有必要综合运用。但是，迄今为止，存在的专利虽然都从不同的侧面对有源电力滤波器控制展开研究，但尚未有综合应用各种先进控制方法并基于李亚普诺夫分析方法对有源电力滤波器进行控制和动态补偿。

发明内容：

本发明为避免传统有源电力滤波器（APF）控制系统的不足，提供一种基于反馈线性化的有源电力滤波器自适应模糊控制方法，在保证全局稳定性的基础上，实现了谐波补偿的目的，并且加强了系统的鲁棒性，确保对指令电流的合理有效的跟踪。

本发明采用的技术方案是：

基于反馈线性化的有源电力滤波器自适应模糊控制方法，包括以下步骤：

1）根据电路理论和基尔霍夫定理得到有源电力滤波器的数学模型；

2）利用模糊控制、反馈线性化、滑模控制、自适应控制方法设计电流控制回路的基于反馈线性化的自适应模糊控制器，使补偿电流实时跟踪指令电流，达到消除谐波的目的；

3）设计电压控制回路的自适应模糊PI控制器，确保对指令电压的跟踪，加强系统的动态响应。

前述步骤1）中有源电力滤波器的数学模型为