[发明专利]基于整数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法

说明书

本发明公开了一种基于整数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法，首先，建立三相并联型有源电力滤波器的数学模型，在设计控制器时，先利用整数阶高阶滑模控制方法设计动态滑模面，再利用自适应模糊控制逼近，使系统保持稳定状态，通过仿真结果验证了此方法的有效性。该方法大大增强了系统的补偿性能和鲁棒性能，达到快速有效消除谐波的目的。

技术领域

本发明涉及有源电力滤波技术领域，具体涉及一种基于整数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法。

背景技术

采用电力滤波器装置吸收谐波源所产生的谐波电流，是一种抑制谐波污染的有效措施。有源电力滤波器具有快速响应性及高度可控性，不仅可以补偿各次谐波，还可以补偿无功功率、抑制闪变等。由于电力系统的非线性和不确定性，自适应和智能控制具有建模简单、控制精度高、非线性适应性强等优点,可以应用在有源滤波器中用于电能质量控制和谐波治理，具有重要的研究意义和市场价值。

本专利深入研究了三相并联有源电力滤波器的原理，在此基础上建立数学模型，利用三相并联型有源电力滤波器线性状态方程，加入了整数阶高阶滑模控制方法。研究有源电力滤波器模型参考自适应控制，提出了整数阶高阶滑模模糊自适应控制算法，应用于三相并联型有源电力滤波器的谐波补偿控制。通过MATLAB仿真，验证了增加整数阶高阶滑模模糊控制的自适应控制方法适合补偿电路谐波，提高电源质量。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于整数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法，提高系统控制的可靠性、稳定性，适合补偿电路谐波，提高电源质量。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种基于整数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法，其特征在于：

一、建立有源电力滤波器的数学模型：

二、利用李雅谱诺夫函数，整数阶控制，模糊控制和高阶滑模控制设计控制器。

前述的一种基于整数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法，其特征是：所述步骤一具体包括以下步骤：

建立有源电力滤波器的数学模型为：

其中，

x为指令电流信号，为x的导数，L_c为电感，R_c为电阻，i_k为三相补偿电流，v_k为三相有源电力滤波器端电压，v_dc为直流侧电容电压，c_k、c_m为开关函数；m，k为大于0的常数；d_k为开关状态函数。

前述的一种基于整数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法，其特征是：所述c_k指示IGBT的工作状态，定义如下：

所述d_k为开关状态函数，定义如下：

则d_k依赖于第k相IGBT的通断状态，是系统的非线性项。

前述的一种基于整数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法，其特征是：所述步骤二中利用李雅谱诺夫函数，整数阶控制，模糊控制和高阶滑模控制设计控制器，包括步骤：

1)设计整数阶高阶滑模滑模面；

2)设计整数阶高阶滑模模糊自适应控制器的控制律。

前述的一种基于整数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法，其特征是：所述1)设计整数阶高阶滑模滑模面，步骤包括：

定义跟踪误差：