基于三相四線APF的模糊直接反饋控制
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仿真表明了采用T-S模糊直接反饋控制的方法，可以實現(xiàn)三相四線APF的非線性控制，有效地補(bǔ)償非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波及無功功率。對于三相整流電路這種典型的非線性負(fù)載，該控制系統(tǒng)可以使電力系統(tǒng)電流的諧波含量由補(bǔ)償前的98％降低至補(bǔ)償后的6．8％，功率因數(shù)由0．87提高到0．99。
在突加和突卸三相全橋整流電容濾波負(fù)載的條件下，在PI控制下(kp=0.3，ki=40)，直流側(cè)電壓在突加負(fù)載調(diào)節(jié)過程中超調(diào)量為1.9％；而在突卸負(fù)載時超調(diào)量為2.3％。采用本文的T-S模糊直接反饋控制時，在相同條件下，直流側(cè)電壓在突加負(fù)載調(diào)節(jié)過程中超調(diào)量約為1.2％，在突卸負(fù)載時超調(diào)量為0．06％。
在PI參數(shù)以及T-S模糊控制的參數(shù)沒有改變的前提下，增大負(fù)載電流時，直流側(cè)電壓的超調(diào)量及調(diào)節(jié)時間如表1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/160466.htm
傳統(tǒng)PI控制在負(fù)載參數(shù)發(fā)生變化時，可能達(dá)不到最優(yōu)控制效果，甚至可能產(chǎn)生極大的振蕩而使系統(tǒng)不穩(wěn)定，需要重新進(jìn)行PI控制參數(shù)設(shè)定。采用本文T-S模糊反饋控制的方法可以自動適應(yīng)負(fù)載的大范圍變化，其控制效果基本保持不變。
在此基礎(chǔ)上，搭建了以TMS320F2812為核心的實驗平臺，其三相四線非線性負(fù)載為晶閘管調(diào)壓不對稱阻性負(fù)載(RL1=12 Ω，RL2=24 Ω，RL3=18 Ω)，實驗原理如圖4所示，實驗波形如圖5～7所示。
經(jīng)T-S模糊直接反饋控制前后電源電流的頻譜分布如圖8所示。補(bǔ)償前含有豐富的諧波，其總諧波含量THD為38％；補(bǔ)償后總諧波含量THD約為9．9％。同時功率因數(shù)也由補(bǔ)償前的約0．8提高到補(bǔ)償后的0．97。
5 結(jié)束語
本文采用T-S模糊直接反饋控制的方法實現(xiàn)了三相四線APF補(bǔ)償電流的非線性控制，對電源電流進(jìn)行直接反饋跟蹤控制，有效地補(bǔ)償了由非線性負(fù)載引起的諧波及無功功率，同時校正了由于三相負(fù)載不對稱引起零線上的非線性電流。在Lyapunov穩(wěn)定理論的基礎(chǔ)上，基于并行補(bǔ)償算法的策略實現(xiàn)了T-S模糊反饋控制器設(shè)計，利用LMI的方法求解出滿足全局漸近穩(wěn)定的反饋增益矩陣。仿真及實驗結(jié)果驗證了T-S模糊直接反饋控制應(yīng)用于三相四線APF，無需進(jìn)行基于瞬時無功功率理論的坐標(biāo)變換及復(fù)雜的計算就可以有效地解決其非線性控制問題，具有控制規(guī)則少，輸出連續(xù)，容易實現(xiàn)，對負(fù)載的適用范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
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