[发明专利]基于分数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法

权利要求书

1.一种基于分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：包括步骤：

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，分数阶控制，模糊控制和高阶滑模控制设计控制器；

所述步骤二中利用李雅谱诺夫函数，分数阶控制，模糊控制和高阶滑模控制设计控制器，包括步骤：

1)设计分数阶高阶滑模滑模面；

2)设计分数阶高阶滑模模糊自适应控制器的控制律；

所述设计分数阶高阶滑模滑模面，包括步骤：

定义跟踪误差：

e＝x_d-x (9)

其中，x_d为参考电流信号，x为指令电流信号，将公式(9)求导得：

其中，为x的导数，为x_d的导数；

定义分数阶一阶滑模面：

s＝-λ₁e-λ₂∫e-λ₃D^α-1e (11)

其中，λ₁,λ₂,λ₃为正数，D^α-1为分数阶模块，1＞α＞0，∫e为对误差的积分；

对公式(11)求导得：

其中，D^α为D^α-1的求导结果；

将公式(10)，代入公式(12)得到：

定义高阶滑模面：

其中为大于0的常数；

将公式(11)，(13)带入公式(14)得到：

将公式(15)求导得分数阶高阶滑模滑模面导数：

其中，为的导数，为f(x)的导数，为u的导数。

2.根据权利要求1所述的一种基于分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。

3.根据权利要求2所述的一种基于分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。

4.根据权利要求2所述的一种基于分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2)中，设计分数阶高阶滑模模糊自适应控制器的控制律，具体步骤为：

设计系统控制律为：

将公式(8)，(10)带入公式(17)：

其中，令ρsgn(σ)＝d_k，ρ为大于0的常数，且ρ≥|D|，sgn为符号函数，D为ρ的上界常数；

加入模糊控制，系统控制律设计为：

其中，为的模糊逼近函数，为f(x)的模糊逼近函数，为ρsgn(σ)的模糊逼近函数，D^α+1为D^α的求导结果。