一种有源滤波器的制作方法

本发明涉及滤波器领域，具体涉及一种有源滤波器。

背景技术：

有源滤波器是一种动态抑制谐波的新型电力电子装置，能对频率和大小都变化的谐波进行补偿，是当前电力电子技术领域的研究热点。有源滤波器的电流跟踪控制方法有很多，其中瞬时无功功率检测法是应用最为广泛的方法之一。当电网电压发生畸变时，d-q法仍然可以对谐波电流进行检测，但是当谐波的构成与选用的滤波器不匹配时，会产生较大的误差电流，响应速度难以满足性能要求。

技术实现要素：

为了克服背景技术存在的不足，本发明提供了一种有源滤波器，采用以下技术方案：

一种有源滤波器，其特征在于：包括电流电压互感器、电流电压检测模块、d-q检测模块、空间矢量控制模块、主电路驱动模块、滤波器主电路、滤波器主电路输出电流检测模块和忆阻神经网络pid控制模块。电网电流和电压通过电流电压互感器被电流电压检测模块检测到，然后经过d-q检测模块送入到空间矢量模块；忆阻神经网络pid控制模块将滤波器主电路输出电流检测模块感应到的滤波器主电路电流送入到空间矢量模块；所述空间矢量模块输出pwm信号，通过主电路驱动模块控制滤波器主电路产生补偿电流，滤除负载谐波；

所述d-q检测模块和空间矢量控制模块和忆阻神经网络pid控制模块构成控制模块；所述忆阻神经网络pid控制模块，包括忆阻神经网络和pid控制器；所述忆阻神经网络具有输入层、隐含层和输出层；

1）输入层:包含i个神经元，输入层输入为标准值ic*(k)和测量值ic(k)；输入层输出为：；

2）隐含层:有3*i个神经元，分别是比例神经元，积分神经元，微分神经元；隐含层比例神经元输出：

隐含层积分神经元输出：

隐含层微分神经元输出：

权值更新公式为：

其中，roff是忆阻器的关闭阻抗；ron是忆阻器的导通阻抗,k=(ron-roff)uvron/d²，uv为忆阻器的离子移动速率，d为忆阻器的两层二氧化钛总厚度，v为激励脉冲，△t为激励脉冲时间;

3）输出层：忆阻神经网络pid控制模块的输出为三个整定参数；pwj，iwj，dwj为设定的输出权值；输出层比例神经元输出：

输出层积分神经元输出：

输出层微分神经元输出：

说书pid控制器的输出:

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种有源滤波器，引入忆阻神经网络pid控制，提高了电流响应速度，减小了电流误差，具有更好的电流补偿性能。

附图说明

图1：一种有源滤波器原理图；

其中，1-电流电压检测模块、2-dq检测模块、3-滤波器主电路、4-主电路驱动模块、5-空间矢量控制模块、6-滤波器输出电流检测模块和7-忆阻神经网络pid控制模块。

图2：基于本发明三相负载电压波形和常规三相负载电压波形。

具体实施方式

为了说明本发明的作用和优势，下面结合附图进一步说明一种有源滤波器的实施方式，并非对本发明保护范围的限制。

如图1所示，包括电流电压互感器、电流电压检测模块、d-q检测模块、空间矢量控制模块、主电路驱动模块、滤波器主电路、滤波器主电路输出电流检测模块和忆阻神经网络pid控制模块。电网电流和电压通过电流电压互感器被电流电压检测模块检测到，然后经过d-q检测模块送入到空间矢量模块；忆阻神经网络pid控制模块将滤波器主电路输出电流检测模块感应到的滤波器主电路电流送入到空间矢量模块；所述空间矢量模块输出pwm信号，通过主电路驱动模块控制滤波器主电路产生补偿电流，滤除负载谐波；

所述d-q检测模块和空间矢量控制模块和忆阻神经网络pid控制模块构成控制模块；所述忆阻神经网络pid控制模块，包括忆阻神经网络和pid控制器；所述忆阻神经网络具有输入层、隐含层和输出层；

1）输入层:包含i个神经元，输入层输入为标准值ic*(k)和测量值ic(k)；输入层输出为：；

2）隐含层:有3*i个神经元，分别是比例神经元，积分神经元，微分神经元；隐含层比例神经元输出：

隐含层积分神经元输出：

隐含层微分神经元输出：

权值更新公式为：

其中，roff是忆阻器的关闭阻抗；ron是忆阻器的导通阻抗,k=(ron-roff)uvron/d²，uv为忆阻器的离子移动速率，d为忆阻器的两层二氧化钛总厚度，v为激励脉冲，△t为激励脉冲时间;

3）输出层：忆阻神经网络pid控制模块的输出为三个整定参数p，i，d；pwj,iwj,dwj为设定的输出权值；输出层比例神经元输出：

输出层积分神经元输出：

输出层微分神经元输出：

说书pid控制器的输出:

。

该算法将忆阻器作为电子突触，利用忆阻器的忆导值积分累积特性，对权值进行更新，实现步骤为。

步骤1：确定忆阻神经网络的结构，给出输入层、输出层中神经元个数，初始值以及各种参数。

步骤2：采样得到ic,结合标准值ic^*确定忆阻神经网络输入。

步骤3：基于所给算法得到pid整定参数p,i,d。

步骤4：确定pid控制器的输出i(k)。

步骤5：令k=k+1，返回步骤2。

本发明结合以上方法，建立了一种有源滤波器的simulink仿真模型，仿真结果如图2所示。由仿真结果可知，相比于一般三相负载电压波形，基于本发明的三相负载电流波形谐波含量减少，电流质量得到明显改善。

以上仅为本发明实施例中一个较佳的实施方案。但是，本发明并不限于上述实施方案，凡按本发明方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本发明的保护范围。