并联型混合有源电力滤波器的自抗扰与hlt∞gt鲁棒控制

《并联型混合有源电力滤波器的自抗扰与hlt∞gt鲁棒控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要有源电力滤波器被公认为是综合治理“电网污染”最有效的手段，同时它也是一种新型的电力电子装置，具有巨大的技术优势和良好的发展前景，本文对有源电力滤波器的拓扑结构、实现技术和控制策略进行了深入的研究，为有源电力滤波器实验装置的研制和应用奠定了理论和技术基础。本文分析了传统并联型有源电力滤波器的工作特性，针对其不足之处，提出本课题的研究对象为一种简化的并联型混合有源电力滤波器，并对此拓扑的工作原理、数学模型和补偿特性进行了深入研究，结果表明它可以用于补偿电流型谐波源和电压型谐波源，从而弥补了传统并联型有源电力滤波器的补偿缺陷。此外论文还推导出并联型

2、混合有源电力滤波器主电路参数的选取原则和方法，为后续有源电力滤波器的设计和实验装置的实现提供了理论依据。控制策略是有源电力滤波器的又一关键技术，本文刘‘有源电力滤波器的控制系统进行了研究，包括电流控制和电容电压的控制。针对直接电流控制策略的不足，提出了间接电流控制并对其进行了控制性能分析、数学模型建立以及具体控制方法选择方面的研究。对电容电压的控制也进行了深入的研究，建立了控制器的小信号数学模型，并推导出控制器参数的获取方法。最终确定本文的整体控制策略一电容电压外环控制和间接电流内环控制相结合，并对控制系统的模型进行了分析。针对本文采用的并联型混合有

3、源电力滤波器的模型不确定性和受外界干扰的特性，文中首次将自抗扰控制技术应用其中。自抗扰技术将系统的外部干扰项和内部的未建模动态视为系统的总扰动，通过状态观测器对其进行估计，并由非线性状念误差反馈进行补偿。由于自抗扰控制器不依赖于被控对象的模型，由于自抗扰控制器不依赖于被控对象的模型，所以具有很强的鲁棒性：此外它能够很好的解决系统动态响应过程中快速性和超调之间的矛盾。自抗扰控制器虽然性能优越，但其诸多控制参数的选取工作量很大，需要进行大量的仿真试验才能获得较为满意的结果，为此本文利用遗传算法对自抗扰控制器的参数进行优化选取，仿真和实验结果证明优化方法的

4、可行性。本文利用日。控制理论演化出的混合灵敏度方法，对有源电力滤波器华南理』=人学上学博士学位论文模型设计了Ⅳ。鲁棒控制器。设计结果表明日。控制器不依赖于对象模型，可最大限度地消除系统中的不确定性和扰动对系统动态性能的影响，既可以保证闭环系统内部稳定，义能达到一定的鲁棒性和灵敏度指标，数字仿真结果证明了这一点。本文所采用的两种控制方法，并非简单的罗列，它们即彼此联系，又各具特点。打。控制是一种典型的鲁棒控制方法，有非常严密完整的理论体系，但它的设计过程比较复杂，得出的控制器阶数一般较高。相对而言，自抗扰控制器作为一种不基于模型的设计方法，它在实验系统

5、中较容易实现，且性能优良。基于上述理论和仿真研究，本文对1．5kvA并联型混合有源电力滤波器实验系统做了详尽的设计工作，主要包括有源滤波装置的主电路设计，以自抗扰控制算法为核心的控制电路的设计及其它一些辅助电路的设计过程，详尽的设计工作为实验研究平台的搭建奠定了理论基础。实验装置主电路采用第三代IPM模块，提高了系统的集成度和可靠性；控制系统基于dsPACE公司的DSll02DSP，它能够方便快捷的实现所需的控制算法，同时可以通过controlDesk软件实时观测系统状态并根据需要对控制器的参数进行修正。实验装置的稳态和动态实验结果表明，该装置能够同

6、时补偿电流源型和电压源型谐波源，具有较强的谐波抑制功能；同时其控制系统具有良好的抗扰动能力，鲁棒性强。实验结果进一步证实了本文理论分析和仿真结果的正确性。本文为有源电力滤波器的控制理论研究和实验做了一些探索性工作，这些_1=作得到了973国家重点基础项目研究(G1998020308)的资助。关键词：有源电力滤波器；谐波状态观测器；遗传算法补偿；鲁棒性；自抗扰控制器；扩张H。控制TTABSTRACTABSTRACTActiVepowerfilterisconsideredasthemosteⅡbctiVemethodtoharnesstheseriou

7、s“powerpollution”，itisalsoanadVancedpowerelectronicdevice，whichhasmanyadvantagesandfavorableprospectscomparedwithsomeconventionalmeasures．ThisthesishaVedonesomedeepresearchoftheactiVepowernlterincludingthetopologystructure，theimplementationtechniqueandthecomrolstrategy’thuscaIl

8、providetheoreticalandtechnicalbackgroundfbrtheprototyp