三相并联型有源滤波器的自适应神经反演控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种三相并联型有源滤波器的自适应神经反演控制方法，针对反演控制律设计的不足之处，采用RBF神经网络逼近及自适应控制的方法，设计了一种自适应神经反演控制器，用来逼近三相并联型有源滤波器的开关函数，从而控制有源滤波器主电路开关的通断。本发明综合了反演控制方法、自适应算法以及RBF神经网络的优点，能够时时的检测并跟踪电源电流中的谐波，通过产生大小相等、方向相反的补偿电流，达到消除谐波、提高电能质量的目的；并且本发明基于lyapunov函数设计自适应律，能够在线的调节神经网络的权值，使系统具备稳定性和鲁棒性。
【专利说明】三相并联型有源滤波器的自适应神经反演控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及三相并联型有源滤波器的自适应神经反演控制方法，属有源电力滤波器控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着非线性负载的大量应用，电网中的谐波含量日益增加，造成电能质量越来越差。谐波会引起设备过热、损耗增加、电流过大等一系列危害，必须予以抑制。相对于无源电力滤波器，有源电力滤波器(APF)更能有效地处理变化负载的谐波及功率因数，它具有实时性和准确性的工作特点，被公认为是综合治理“电网污染”最有效的手段。
[0003]APF的控制技术是APF的关键技术之一，APF的控制效果在很大程度上取决于其控制器的性能，并且随着工业技术的发展，对控制系统的设计要求日益提高，为了更好地改善电能质量，对APF的控制策略的研究有着重大的理论和现实意义。由于实际系统存在复杂性、非线性、时变形、不确定性等因素，无法获得精确的数学模型，传统的控制理论已经不能满足工业发展的要求，所以先进控制理论得以提出和发展。神经网络控制是智能控制的一个新的分支，为解决复杂的非线性、不确定、不确知系统的控制问题开辟了新途径。
[0004]径向基函数(RBF)神经网络模拟了人脑中局部调整、相互覆盖接受域的神经网络结构，它具有单隐层的三层前馈网络，隐层作用函数采用高斯基函数，RBF网络是局部逼近的神经网络，理论上只要足够多的神经元，RBF神经网络能以任意精度逼近任意连续函数。RBF网络由输入到输出的映射是非线性的，而隐层空间到输出空间的映射是线性的，因此采用RBF网络可大大加快学习速度并避免局部极小问题，适合于APF实时控制的要求。
[0005]反演控制方法通常和Lyapunov自适应方法相结合，设计的核心是把复杂的非线性系统分解为若干个子系统，然后对其分别设计Lyapunov函数和中间虚拟控制量，不断后退至整个系统，设计出系统的控制率及自适应律，实现系统良好的动静态特性。
【发明内容】
[0006]本发明针对有源滤波器非线性多变量强耦合的特点，提出一种反演控制策略，将反演控制动静态特性优良、稳定性好的特点与自适应控制、RBF神经网络控制的优点相结合，针对三相有源电力滤波器提出了一种自适应神经反演控制器。对反演控制律设计的不足之处，采用RBF神经网络逼近未知的非线性函数，降低了对三相并联型有源电力滤波器模型的依赖性，提高了系统的自适应性和容错性，并且根据自适应律在线调整神经网络权值,用Lyapunov稳定性理论保证了系统的稳定性。
[0007]本发明解决技术所采用的技术方案是:
[0008]一种三相并联型有源电力滤波器的自适应神经反演控制方法，
[0009](I)、建立被控对象三相并联型有源电力滤波器的数学模型；
[0010]根据电路理论和基尔霍夫定理可得到如下公式:
【权利要求】
1.一种三相并联型有源电力滤波器的自适应神经反演控制方法，其特征在于: (1)、建立被控对象三相并联型有源电力滤波器的数学模型； (2)、设计反演控制器； (3)、设计自适应神经反演控制器； (4)、建立仿真，对结果进行分析得出结论。
2.根据权利要求1所述的一种三相并联型有源电力滤波器的自适应神经反演控制方法，其特征在于:所述步骤(1)中被控对象三相并联型有源电力滤波器的数学模型的建立包括以下步骤: 根据电路理论和基尔霍夫定理可得到如下公式:
3.根据权利要求1所述的一种三相并联型有源电力滤波器的自适应神经反演控制方法，其特征在于:所述步骤(2)中反演控制器的设计包括如下步骤， (3_1)、指令电流彳目号为yd，令跟踪偏差为O1 = X1-Yd,则4 = Λ -元=χ2 -九选择虚拟控制量=-eiei +少</，其中，C1是一个非零正实数；定义e2 = χ2-α ι定义Lyapunov函数 那么V1的导数为
4.根据权利要求1所述的一种三相并联型有源电力滤波器的自适应神经反演控制方法，其特征在于:所述步骤(3)自适应神经反演控制器的设计包括如下步骤， 在反演控制器设计中，f(x)未知时，控制器不适用，可采用神经网络/逼近f(x)，同时为了确保全局稳定性，在控制律中增加一个监督项Us ； 控制率设计为:
【文档编号】H02J3/01GK104037766SQ201410232863
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】王哲, 费峻涛 申请人:河海大学常州校区