專利名稱：有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)中的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，特別是涉及一種有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)中非線性負(fù)載的增加，電網(wǎng)的電能質(zhì)量越來越差，諧波含量也大大增加，諧波不僅影響電氣設(shè)備的正常工作，還對通信設(shè)備的工作造成很大的影響，而有源電力濾波器正是一種有效的補償諧波和無功的設(shè)備，有源電力濾波器通過向電網(wǎng)中注入一定的補償電流來抵消負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流，它具有高可控性和快速響應(yīng)性，由于難以獲得被控對象精確的數(shù)字模型，傳統(tǒng)的控制方案難以達(dá)到理想的控制效果。由此可見，上述現(xiàn)有的有源電力濾波器的控制方案在使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決有源電力濾波器的控制方案存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般控制系統(tǒng)又沒有適切的方案能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。有鑒于上述現(xiàn)有的有源電力濾波器的控制方案存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以研究創(chuàng)新， 以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的有源電力濾波器的控制方案，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的有源電力濾波器的控制方案存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問題是使補償電力實時跟蹤指令信號，提高了控制系統(tǒng)對參數(shù)的魯棒性，從而更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制方法，根據(jù)有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計自適應(yīng)控制器，基于模糊理論和Lyapimov方法設(shè)計控制器參數(shù)的自適應(yīng)模糊算法，使其在線自我更新，保證追蹤誤差收斂于零。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，包括有源電力濾波器和控制所述有源電力濾波器工作的自適應(yīng)控制器。前述的有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，其中，所述自適應(yīng)控制器的控制信
η
號 u = uD(x| θ )+Us(x)，其中，模糊控制器Wi5(^60 = ^6^(^0 = 6^f(X) I (χ)為模
糊基函數(shù)。監(jiān)督控制器Us(X) = kssgn(eTPb)0一種有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制方法，包括如下步驟
(1)建立有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型i = /O) +辦以其中，χ為三相補償電流，f (X)為未知方程，b為未知常數(shù)，控制
的目標(biāo)就是使ι跟蹤一個給定信號/，其中ι = X，跟蹤誤差e = y*-y ；(2)基于模糊理論和Lyapimov方法設(shè)計自適應(yīng)控制器u
ηu = uD (χ 9)+11 ，模糊控制器 (義|60 = ^6^.(^) = 6>乂(^) I (x)為
模糊基函數(shù)；監(jiān)督控制器us(X) = kssgn(eTPb)；Lyapimov函數(shù)設(shè)計為廠= ^F2礦—Ο 其中，Y是正常
22尸，
數(shù)，P是唯一的滿足下述Lyapimov等式的正常數(shù)(_kT)p+p(-k) = -q ；Lyapunov函數(shù)對時間的導(dǎo)數(shù)為
\ 2 ^ *T·V = __qe + — {θ -θ) [χβρξ(χ) -θ]- epbus {χ) - epbm
27，選取自適應(yīng)算法為二 γβρξ{χ)，K = qe2 - epbus(_x) - epbw < qe2 + |ep^|(supf>0 \a\ -ks)，選取ks彡SUPt彡0 I ω I，從而保證γ < 0。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)及其方法至少具有下列優(yōu)點根據(jù)有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計自適應(yīng)控制器，基于模糊理論和Lyapimov 方法設(shè)計控制器參數(shù)的自適應(yīng)模糊算法，使其在線自我更新，能夠?qū)崟r更新參數(shù)，保證追蹤誤差收斂于零，提高了系統(tǒng)對參數(shù)變化的魯棒性；監(jiān)督控制器的加入進(jìn)一步保證了參數(shù)的有界性和全局穩(wěn)定性。綜上所述，本發(fā)明的有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，補償電力實時跟蹤指令信號，提高了控制系統(tǒng)對參數(shù)的魯棒性。其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值，并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的有源電力濾波器的控制方案具有增進(jìn)的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本發(fā)明的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1為本發(fā)明中有源電力濾波器的主電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)的流程圖；圖3為A相電流波形；
圖4指令電流和補償電流波形圖；圖5 為 θ 1、θ 2、θ 3 曲線圖；圖6為直流側(cè)電壓波形。
Z ,=
具體實施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)及其方法其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本發(fā)明較佳實施例的有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，包括有源電力濾波器和控制所述有源電力濾波器工作的控制器，所述控制電路包括基于模糊理論和Lyapimov方法設(shè)計控制器。有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)的工作原理為，通過檢測補償對象的電壓和電流，經(jīng)指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號Γ。，該信號經(jīng)補償電流發(fā)生電路放大，得出補償電流i。，補償電流與負(fù)載電流中要補償?shù)闹C波及無功等電流抵消，最終得到期望的電源電流。根據(jù)電路理論和基爾霍夫定理可得到如下公式
權(quán)利要求
1.一種有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，其特征在于包括有源電力濾波器和控制所述有源電力濾波器工作的自適應(yīng)控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，其特征在于所述自適應(yīng)控制器的控制信號u = uD (χ θ)+Us (χ)，其中，模糊控制器
3.一種有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制方法，其特征在于包括如下步驟(1)建立有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)及其方法，有源電力濾波器自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)包括有源電力濾波器和控制所述有源電力濾波器工作的自適應(yīng)控制器。根據(jù)有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計自適應(yīng)控制器，基于模糊理論和Lyapunov方法設(shè)計控制器參數(shù)的自適應(yīng)模糊算法，使其在線自我更新，能夠?qū)崟r更新參數(shù)，保證追蹤誤差收斂于零，提高了系統(tǒng)對參數(shù)變化的魯棒性；監(jiān)督控制器的加入進(jìn)一步保證了參數(shù)的有界性和全局穩(wěn)定性。
文檔編號G06N7/02GK102412580SQ20111036415
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者侯世璽, 費峻濤 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)