分数阶PID控制并联有源滤波器的研究-论文.pdf

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1、第51卷第l6期电测与仪表V01．51No．162014年8月25日ElectricalMeasurement＆InstrumentationAug．25,2014分数阶PID控制并联有源滤波器的研究米林勇(陕西理工学院数学与计算机科学学院，陕西汉中723001)摘要：电网中的谐波含量日益增多，严重影响电能质量。并联有源电力滤波器可以很好地跟踪补偿谐波。研究采用分数阶微积分控制策略，可以使得控制更加灵活和精确，并通过MATLAB仿真验证了这种控制策略可以达到很好的控制效果。关键词：并联有源电力滤波器；分数阶微积分；仿真验证中图分类号：TM465文献标识码：A文章编号：1001—13

2、90(2014)16—0124—05ResearchonFractionalOrderCalculusControlStrategyf0rShuntActivePowerFilterLINYong(SchoolofMathematicsandComputerScience，ShanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723001，Shanxi，China)Abstract：ThequantityofharmonmisincreasinginthegridSOthatthequalityofpowerisgreatlyaltected．Ashuntact

3、ivepowerfiltercanwelltrackdownandcompensatefortheharmonic．Thefractionalordercalculuscontrolstrategywasappliedinthestudytomakethecontrolmoreflexibleandaccurate，andasimulationtestMATLABwasadopted，whichverifiedthatthiscontrolstrategycouldachieveaverygoodcontrolefect．Keywords：shuntactivepowerfilte

4、r,fractionalordercalculus，simulationtest0引言侧电流中谐波量，从而达到补偿线路{凿波电流的目的。电能是现代工农业发展和人民生活必不可少的本文采用瞬时无功理论检测出三相谐波分量，其能源，由于电力系统中非线性负载的大规模应用，使检测原理如图1，堋电压经过锁相环PI』IJ和正、余弦信电网中产生了大量谐波，谐波不仅增加了公用电网线号发生电路后，得到与e同相位的正弦信号sintot和对损，使得电能的传输和利用效率降低，而且导致电力应的余弦信号COSO)t，三相负载电流，ibi经c和c变环境受到污染严重影响了电能质量。电能质量的下换得出三相电路瞬时有功电

5、流和无功电流，经过低降，降低了用电设备的安全Jl生和可靠性。谐波治理是通滤波(LPF)得到直流分量瞬时有功和无功电流一io，现代电力发展的迫切要求。并联型有源电力滤波器容再经c和C变换后得到三相基波电流iii三相负易跟踪补偿负载的谐波电流，是谐波治理的有效手段。目前控制系统主要采用常规PID控制器，针对其无载电流减去三相基波电流得到谐波电流ii、i。法适应控制精度、控制参数增多以及非线性系统等诸多因素，本文采用适用于非线性系统、自由度和控制精度更高的分数阶PID控制器，针对控制要求研究了参数设计方法，并通过仿真，验证了该方法能得到更好的控制效果。1并联有缘电力滤波器原理并联有源电力

6、滤波器(SAPF)的基本原理是检测出谐波分量，然后通过变流器产生等值反相电流，消除网图1ip-i。检测法示意图基金项目：陕西省教育厅专项科研基金项目(12JK0970)Fig．1ip-iDetectionmethoddiagramq一124-第51卷第16期电测与仪表V01．5lNO．162014年8月25日EIectricalMeasurement&InstrumentationAug．25，2014补偿控制原理图如图2所示，谐波电流作为指令G(s)=bms~~+6m-IS+⋯+6(7)电流，减去实际补偿电流得到控制偏差信号，经过分1+1S-I-⋯+数阶微积分控制器，最后与三角波

7、信号比较得到一PwM控制信号[4-5]分数阶闭环系统如图3所示，R(s)为输入；E(s)=。R(s)一Y(s)为偏差信号；U(s)为控制器输出；y(s)为系输出；G(s)为分数阶PID控制器；G()为被控对象的传递函数。图2谐波补偿控制原理图Fig．2Fundamentaldiagramofharmoniccompensationcontrol图3分数阶闭环系统结构图2分数阶微积分控制策略Fig-3Thestructurediagramforthefractional