[发明专利]光伏并网逆变器的模糊神经全局快速终端滑模控制方法

摘要

本发明公开了一种光伏并网逆变器的模糊神经全局快速终端滑模控制方法，首先建立逆变器数学模型，然后考虑逆变器中实际存在的干扰及不确定性，对逆变器模型进行修正。电压控制型并网逆变器的控制目标是逆变器输出电压对电网参考电压的无差跟踪，为了使跟踪误差在有限的时间内收敛到零，本发明采用全局快速终端滑模控制策略。本发明针对系统中存在的不确定性，采用模糊神经网络系统进行在线补偿，使得逆变器对外界干扰具有一定的适应性，大大增强了系统的鲁棒性。设计基于Lyapunov的自适应律，保证了系统的稳定性。本发明采用模糊神经全局快速终端滑模控制策略控制并网逆变器，使得系统鲁棒性增强，且控制律抖振小。

主权项

1.一种光伏并网逆变器的模糊神经全局快速终端滑模控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、根据电路定理，建立光伏并网逆变器数学模型；步骤二、考虑外界干扰及不确定性，对光伏并网逆变器数学模型进行修正；步骤三、设计全局快速终端滑模面；步骤四、设计控制律，并针对系统中存在的不确定性，采用模糊神经网络进行在线逼近；步骤五、对步骤四中网络逼近误差进行补偿；步骤六、设计自适应律，得到模糊神经全局快速终端滑模控制器的控制律方程；步骤七、利用所得控制律方程，产生控制信号，控制逆变器的各个电力开关管；所述步骤一中的一个周期内的光伏并网逆变器数学模型为：其中，u_dc为逆变器直流侧电压，u_ac为逆变器并网电压，D为逆变器上呈对角关系的开关管S₁、S₄占空比，C_ac、L_ac分别为逆变器交流侧电容及电感，R_L为交流侧负载；所述步骤二中的修正后的光伏并网逆变器数学模型为：其中，g(t)为集总参数，表示系统不确定性及外界干扰，以下简称不确定性；所述步骤三中，全局快速终端滑模面为：其中，e＝u_ac‑u_acr为电压跟踪误差，u_ac为逆变器输出电压，u_acr为电网参考电压；α,β为正常数，p,q(p＞q)为正奇数；所述步骤四中，滑模控制器的控制律为：其中，g为系统不确定性，k·s为线性补偿项，k为一正常数；采用模糊神经网络逼近系统不确定性，具体为：其中，为不确定性g的估计值，w为网络连接权，ξ从网络输入层到规则层的函数；所述步骤五中，对网络逼近误差进行补偿，具体为：‑ε_msgn(s)       (6)其中，ε_m为网络逼近误差上界，sgn为符号函数；所述自适应律为：其中，为最优连接权的估计值的导数，r为一正常数，s为滑模函数，ξ为网络输入层到规则层的函数向量；最终模糊神经全局快速终端滑模控制器的控制律为：其中为不确定性g的估计值，其中，为最优连接权的估计值，ξ从网络输入层到规则层的函数；ε_m为网络逼近误差上界，sgn为符号函数；所述步骤七包括如下步骤：根据步骤六所得占空比D，通过与三角载波比较，产生4路PWM波控制信号，其中S₁,S₄占空比为D，S₂,S₃占空比为1‑D，控制逆变器4个开关管的通断，实现DC‑AC变换并完成并网。