并联型有源滤波器的H∞控制

电力系统的运行工况复杂,要得到系统和干扰的精确数学模型几乎是不可能的.介绍了H∞鲁棒控制器理论的基本原理,并运用混合灵敏度的方法设计了 APF 的H∞鲁棒控制器,能将电力系统的建模误差、参数不确定性和干扰不确定性等因素计入设计方案之中,因而能使控制系统具有很好的鲁棒性.采用混合灵敏度的方法设计H∞鲁棒控制器,在进行合理的降阶后利用Matlab软件进行仿真,结果表明:APF的H∞控制具有较好的动态品质,并使系统具有较强的鲁棒性.自动控制系统最重要的特性莫过于它的稳定性,在稳定的基础上,再追求系统满足一定的性能要求,这样的控制系统才具有实际应用价值.因此,保证闭环控制系统的稳定性,这是控制器设计所必须满足的基本要求.利用Matlab软件进行仿真,结果表明:APF的H∞控制具有较好的稳定品质.     

并联型有源滤波器H∞控制设计

在并联型有源滤波器的控制过程中,前馈控制能够快速跟踪负荷波动,但需要精确的模型和参数。为了消除前馈控制指令与理想控制指令之间误差对补偿效果的不利影响,首先建立了并联型有源滤波器的数学模型。在此基础上,将误差看作是对控制系统的外部干扰,然后基于H∞控制理论,设计了并联型有源滤波器的鲁棒控制器。对于给定的干扰抑制比,通过求解Riccati方程即可得到相应的反馈参数;在Riccati方程有正定解的前提下,干扰抑制比越小,闭环系统的干扰抑制能力越强。该控制器补偿效果良好,同时还可保证闭环系统的稳定性。仿真分析表明,在所提控制器的作用下,无论是在稳定负荷还是在负荷突变的条件下,有源滤波器都有较好的补偿效果。     

H∞控制理论在并联型有源滤波器中的应用

针对有源电力滤波器传统控制方法精度低、鲁棒性差的缺点,建立了并联型有源电力滤波器的状态空间模型,将误差看作是对控制系统的外部干扰,设计了基于H∞控制理论的并联型有源电力滤波器的鲁棒控制器,并将其应用在搭建的有源电力滤波器的模型上。从计算机仿真可以看出,该控制器能减小电源电流的谐波畸变率,并能稳定直流侧电压。仿真结果证明H∞控制方法提高了系统的稳定性和鲁棒性,使有源电力滤波器具有更好的补偿效果。     

基于重复控制的并联型混合有源滤波器高性能控制策略

由无源滤波器和有源滤波器串联构成的并联型混合有源滤波器适用于高压大容量的谐波补偿场合。将重复控制引入并联型混合有源滤波器。先简单地介绍了并联型混合有源滤波器的基本工作原理,并对其进行建模,在此基础上将重复控制应用于有源滤波器部分输出电压的控制,以提高其跟踪精度,进而改善混合有源滤波器的谐波补偿效果。结合系统的模型,给出了其重复控制器设计和稳定性分析的方法。最后通过MATLAB仿真研究,验证了该控制策略可以有效提高稳态补偿精度,同时具有良好的动态性能。     

并联有源滤波器控制策略研究

有源滤波器(APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段,本文分别对并联APF和并联混合APF的控制策略进行了研究。针对某一类非线性负载,提出了一种在单一同步坐标系下的复合控制器,包含PI和重复控制器。该复合控制器结合了PI和重复控制器的优点,能够消除稳态误差和改善系统鲁棒性。本文详细研究了复合控制器的设计方法,对控制系统稳定性进行了分析。所提控制方法在三相并联有源滤波器系统进行了验证,实验结果证明了所提出的混合控制器具有优异的性能。将有源滤波器(APF)和无源滤波装置(PF)结合起来构成混合有源滤波器(HAPF)是当今的发展趋势,既弥补了无源滤波装置的固有缺陷,又能充分发挥有源滤波器的优势。本文对无变压器型混合并联有源滤波器的设计原则进行了研究,提出了具体的设计方法以及电感值和直流母线电压之间的关系。同时,分别给出了HAPF进行补偿负载电流谐波和阻尼电网电压谐波放大这两种不同应用时的控制策略,对其滤波和阻尼特性进行了详细的分析。为了改善HAPF性能,在控制策略中引入了广义积分控制器。实验结果证明了混合并联滤波装置的优异性能。     

并联型有源电力滤波器内模PI控制

针对并联型有源电力滤波器(SAPF),建立其同步旋转(d-q)坐标系下的数学模型,进而提出一种基于内模控制原理的PI控制策略(内模PI控制),利用该方法对SAPF系统电流内环与直流侧电压外环PI控制器进行设计,以提高系统的稳定性及动态性能、简化PI控制器设计过程。通过对典型SAPF系统的仿真分析表明,内模PI控制策略对系统快速跟踪补偿电流以及维持直流侧电压恒定具有一定改善作用,进而证明该控制策略的有效性。     

并联型有源电力滤波器的延时补偿控制

为了补偿控制延时对并联型有源电力滤波器常规PI控制的影响,提出了一种新型比例控制与重复控制相结合的延迟补偿控制方案。建立有源电力滤波器的离散解耦模型,指出延时使PI控制性能恶化,在此基础上引入重复控制补偿跟踪误差,保留PI控制中的比例环节使控制系统保持一定的快速性,通过详细分析确定复合控制系统的各种参数,使有源电力滤波器精确补偿非线性负载产生的谐波电流。应用Matlab进行仿真,结果表明,该方法使有源电力滤波器具有良好的稳态和暂态性能,验证了所提方法的正确性和有效性。     

电源电流控制的并联有源电力滤波器研究

介绍了并联有源电力滤波器(APF)的一种新的控制方式,即电源电流控制方式,该控制方式与传统控制方式是完全等效的.采用带有自调整因子的模糊控制规则设计了逆变器直流侧电压的模糊控制器,并将模糊控制与PI控制相结合,设计了复合控制器,使其兼具模糊控制鲁棒性强和Pl控制稳态精度高等优点.实验结果表明,新的控制系统完全能够补偿谐波和无功电流,并且具有电压超调量小、电流冲击小等优点.     

基于自适应逆控制的并联型有源电力滤波器的仿真研究

首次将自适应逆控制应用于并联型有源电力滤波器的控制,提出了一种新的并联型电力有源滤波器的控制方法.此方法把有源滤波器及主电路部分看作广义有源滤波器并利用其逆模型作为控制器对其进行控制.此控制算法对电路中的参数变化不敏感,不但简单易行,而且比较可靠有效,对理想三相电源电压能够产生较好的补偿效果,当电源电压出现畸变和不平衡时,仍能得到较好的补偿效果.仿真结果证实了所提出算法的可行性.     

三相并联型有源电力滤波器电流重复控制

首先通过对数字PI调节器的仿真和实验指出了它在有源滤波中的局限性,提出将重复控制引入到电流环中以提高稳态性能.进而将重复控制和PI控制器并联用于并联型有源电力滤波器输出电流波形控制,其中PI控制保证系统动态性能,而重复控制提高输出电流波形跟踪精度.文中详细分析了控制器的设计思路和频率特性,实验和仿真表明采用该方法后,可以显著改善滤波效果.     

并联混合型有源电力滤波器稳定性分析与控制

通过建立由并联型有源电力滤波器(SAPF)和并联电容器所组成的2种不同结构混合补偿系统的模型,分析了2种系统的稳定性.在此基础上,指出普通控制方式下的I型系统是稳定的,且在投入SAPF以后可以较好地抑制谐振,但会存在"补偿盲区",通过复合控制消除该"补偿盲区",改善I型系统的补偿效果.而如果在Ⅱ型系统中采用普通控制方式...     

三相并联型有源滤波器控制研究

介绍了基于虚拟磁链的有源滤波器直接功率控制工作原理,提出了一种针对于三相三线制有源滤波器的控制方案。该方案采用虚拟磁链进行定向,省去了常规电压定向所使用的电压传感器。利用矢量调制环节发出驱动脉冲,实现恒频控制。提出将模糊PI控制器应用于直接功率控制系统的电压控制环节,具有鲁棒性强和动态响应速度快等优点。仿真结果证实了所设计的基于虚拟磁链的有源滤波器直接功率控制系统的正确性和有效性。     

并联型有源电力滤波器的H∞控制及仿真研究

有源电力滤波器系统中含有未知的不确定性问题,在其运行中负载发生变化,影响系统稳定性,致使原有控制效率降低。为提高系统抗干扰能力,增强系统鲁棒性,笔者针对包含不确定干扰的系统数学模型,基于H_∞控制理论,采用线性矩阵不等式的鲁棒控制器设计方法,设计了单相并联有源电力滤波器H∞输出反馈控制器。该控制器可在2～3个周波内将电网28.93%的畸变率补偿在3%以内,并且在负载电流发生变化时,仍可实现快速的动态补偿和高精度的稳态补偿。通过仿真实验,证明了该控制器不仅可以保证闭环系统稳定,同时还具有良好的动态补偿效果和较强的鲁棒性。     

并联型有源滤波器的重复学习控制策略参数分析与设计

为了消除谐波抑制过程中重复学习控制器不稳定因素对控制品质的影响,论文以LCL滤波器的有源电力滤波器系统稳定性和补偿性能作为切入点,理论分析了重复学习控制器的参数选取范围,同时仿真结果验证了该理论的正确性和有效性.     

三相并联型有源滤波器的滑模控制方法

提出了一种基于滑模控制理论的有源电力滤波器补偿电流和直流侧电压的统一控制策略,避免了补偿电流与直流侧电压由两个闭环分别进行控制。建立了并联型有源电力滤波器在abc和??坐标系下的数学模型,提出了在??坐标系下的以跟踪误差最小为目标的补偿电流和直流侧电压的滑模控制策略,证明了该控制策略的等效控制的存在性,推导出该滑模控制的可达性条件,可以准确获得滑模面的取值范围。仿真结果证明了该方法的有效性。     

并联型电力有源滤波器直流电容电压控制的研究

对并联型电力有源滤波器直流电容平均电压与纹波电压的变化规律进行了研究,分析了直流电容平均电压与纹波电压对并联型电力有源滤波器性能的影响,在此基础上,提出了相应的直流电容平均电压与纹波电压的一种控制方法,给出了使并联型电力有源滤波器性能达到最地直流电容平均电压应满足的条件。     

并联有源电力滤波器的神经网络预测控制

针对速度、负和矩频繁变动的三相可控整流的直流电机驱动装置,提出了一种基于神经网络的并联有源滤波器预测控制方案。通过预测负载网侧输入电流的基波成分,控制有源滤波器产生用以抵消非线性负载的谐波电流。神经网络所需的输入信号为罗易获得的负载装置地信息,诸如可控整流桥的触发角、电机电枢电压和整流器交流测电流等。     

两种并联型有源滤波器控制方法的动态特性分析

并联型有源滤波器根据其谐波检测点的不同,有两种控制方法,即负载电流检测控制方法和电源电流检测控制方法。本文将对两种控制方法的数学模型进行比较,然后对两者的传递函数进行分析,指出两者在动特性上的差异。最后通过仿真来验证上述理论分析。     

并联混合有源滤波器复合控制策略

将广义积分PI控制器与基于虚拟电感的指定消谐前馈控制算法结合提出了一种新的复合电流控制策略.其中,前馈控制器的基本思想是:在指定谐波频率处将有源滤波器(APF)控制成一个"虚拟电感",与无源滤波器(PF)发生串联谐振,为谐波电流提供一个低阻抗通路,动态性能良好.前馈控制对PF参数依赖性强,控制精度难以保证;而广义积分PI控制器能够无稳态误差地对特定频率谐波进行补偿,但是对于变化的负载,广义积分PI控制器需要数个周期才能实现谐波电流的精确跟踪.因此,该复合控制策略保证了混合有源滤波器(HAPF)既具有良好的动态性能又有较小的稳态误差,而且能对谐波进行分次补偿.实验结果证明所提控制策略是可行的和有效的.     

基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器非线性控制方法

针对有源电力滤波器电流谐波分量检测复杂、非线性负载变化时电源电流畸变的问题,提出基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器(SHAPF)非线性控制方法。在建立SHAPF仿射非线性模型的基础上,设计电压-电流双闭环控制回路。从稳定性角度出发,针对内环电流环提出基于Lyapunov函数的非线性控制策略,实现无功补偿电流的解耦控制,快速跟踪谐波参考电流,并以增强系统抗干扰性能为优化目标,求取控制器最优增益,确保线路参数发生摄动或负载需求发生阶跃变化时,系统仍能稳定运行。外环电压环采用滑模非线性控制方法,保持电容电压平稳,实现负载突变时的动态调节。应用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,并基于d SPACE实验平台验证所提出控制策略的可行性和有效性。仿真和实验结果表明:基于Lyapunov函数的非线性控制方法具有简单易行、稳定性高、鲁棒性强的特点。