[发明专利]一种三相四线制并联APF双闭环非线性复合控制方法

摘要

一种三相四线制并联APF双闭环非线性复合控制方法，电压外环采用滑模PI复合非线性控制算法，电流内环采用重复PI非线性控制算法。该方法首先采用同步旋转坐标变换，建立dq坐标系的低阶系统模型，根据dq直流模型设计PI前馈解耦控制器，基于内模控制设计PI重复控制器，建立电流内环PI重复控制器的控制输出函数；为精确和快速得到电流内环的电流参考值，发明直流侧电压的新型滑模PI非线性控制算法，根据指数趋近率形式设计滑模面切换函数，建立出电压外环滑模PI控制器的控制函数。本发明外环滑模PI复合控制算法能提高直流侧电压的稳态性能和响应速度，有效减小电压波动；重复PI非线性控制算法能够实现电流信号的无静差跟踪，提高谐波补偿电流指令的跟踪控制精度。

主权项

1.一种三相四线制并联APF双闭环非线性复合控制方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：检测电源电压U_s(abc)、电源侧电流I_s(abc)、负载侧电流I_L(abc)、APF补偿电流I_f(abc)和直流侧上下电容电压U_dc1、U_dc2；步骤2：将直流侧上下电容电压之和U_dc，U_dc＝U_dc1+U_dc2，与直流侧参考电压值U_{dc_ref}作比较，得出误差信号，此误差信号经过滑模PI控制器得到电流内环指令电流I_ref(dq0)；步骤3：将步骤1中检测的负载侧电流I_L(abc)经i_p‑i_q电流检测算法得到dq坐标系下谐波指令电流I_h(dq0)，将谐波指令电流I_h(dq0)与步骤2中得到电流内环指令电流I_ref(dq0)配合，得到最终的指令电流将指令电流配合步骤1中dq坐标系下APF补偿电流I_f(dq0)输入重复PI控制器得到输出电压指令信号U_dq0；步骤4：将步骤1中检测的直流侧上下电容电压U_dc1、U_dc2输入中点电位平衡PI控制器，得到电压平衡因子f；步骤5：将步骤1中检测的电源电压经过锁相环系统得到系统相位信息，再将所得相位信息、步骤3中输出的电压指令信号U_dq0与步骤4中得到的电压平衡因子f送入SVPWM模块，产生开关脉冲信号，控制APF装置，输出补偿谐波电流；步骤6：下一工作周期检测电源输入侧电流谐波含量是否为0，若此时电流谐波含量不为0则返回步骤1，重复步骤1。