基于广义预测算法的APF预测控制器的研究.pdf

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1、第46卷第2期电力电子技术Vo1．46，No．22012年2月PowerElectronicsFebruary2012基于广义预测算法的APF预测控制器的研究．惠晶，唐鑫鑫(江南大学，工业节能与控制技术重点实验室，江苏无锡214122)摘要：采用一种基于传递函数模型的广义预测控制(GPC)策略，利用其基本原理设计出有源电力滤波器(APF)的预测控制器，进一步提高APF的谐波电流补偿效果。分析研究了GPC算法的基本原理，建立了三相并联APF的广义预测模型．设计出系统的电流闭环控制装置。并通过在线辨识和校正

2、的结果进行下一步的滚动优化，加强了系统装置的稳定性。实验结果表明，相对于传统控制器，广义预测控制器改善了系统的精确性和鲁棒性，从而证明了该方案中GPC策略的可行性。关键词：有源电力滤波器；广义预测控制；谐波电流中图分类号：TN713文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)02-0083—03ResearchonPredictiveControllerofAPFBasedonGeneralizedPredictiveControlHUIJing．TANGXin．xin(J~mgnanUniv

3、ersity，Wuxi214122，China)Abstract：Ageneralizedpredictivecontrol(GPC)strategybasedonthetransferfunctionmodelisadoptedandthepre—dietivecontrollerofactivepowerfilter(APF)isdesignedbyusingthebasictheoryofGPC．Thebasictheoryofpre-dictivecontrolisanalyzed，thegen

4、eralizedpredictivemodeofthree-phaseparalleledAPFisestablishedandthesys-terncurrentclosed—loopcontrolequipmentisdesigned．Throughtheresul~ofonlineidentificationandcorrection，thenextrollingoptimizationCanbedesignedtoenhancethecertaintyofsystem．Theexperiment

5、alresultsshowthatcom-paredwithtraditionalcontroller，theGPCcontrollerCanimprovetheaccuracyandrobustnessofthesystemandthefeasibilityofGPCintheprogramcanbeproved．Keywords：activepowerfilter；generalizedpredictivecontrol；harmoniccurrentsFoundationProject：Suppo

6、sedbyTechnologyDevelopmentPrograminWuxi(No．CMES0915)1引言了传统控制方法带来的不确定性，提高了系统的稳定性和鲁棒性。预测控制(PC)是近代产生于工业过程控制领域的一种先进控制策略[1]，算法其原理基于预测2广义预测控制策略模型并根据预测模型的历史信息和预测输入来预GPC算法的基本思想是建立在模型预测、滚测未来输出。PC仅强调模型功能并不强调模型的动优化、反馈校正的基础上，利用预测模型来预测内部结构[2]，同时，它还是一种优化闭环控制算被控对象的输出，并

7、在线辨识进行反馈校正，修正法．采用滚动限时优化取代全局优化，有更好的鲁预测输出值，同时进行下一步的滚动优化[41。图1棒性能。PC包括模型算法控制、动态矩阵控制、示出GPC算法的基本原理框图。GPC等。GPC既吸收了自适应控制适用于随机系统、在线辨识的优点，又保持了Pc算法中滚动优I1‘_____0●0__·一I1_1——1llL匦酗化策略、对模型要求不高等优点【。——L—丽l此处采用GPC算法对APF电流闭环进行控图1GPC算法基本原理框图制。根据广义预测模型。对APF的电流闭环进行GPC算法是基于传

8、递函数模型的算法。在分析研究，得出电流的预测规律，预测APF的电GPC中，由输入“到输出Y的脉冲传递函数为：流输出，再利用反馈校正进行进一步的优化，克服G(一)=一1B(z一)／,4(Z一)(1)式中：为后移算子，z-ly(k)=(一1)，Z-Iu()=“(一1)；基金项目：无锡市科技发展计划项目资助(CMES0915)A(名一)=1+atzI1+⋯+。⋯；(一)=6o+brz-1+⋯+6，由z。定稿日期：2011—08—15作者简介：惠晶