有源电力滤波器的递推积分PI控制算法研究

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有源电力滤波器的神经网络PI控制器设计

有源电力滤波器的神经网络PI控制器设计摘要随着我国电力工业快速发展，电力负荷急剧增长，非线性负载在配电系统中不断增加，对供电系统电能造成了严重污染，还有现代高度自动化和智能的工业用电设备也对供电系统提出了高度要求。

如何抑制电网谐波，改善电能质量已经成为近几年来研究的热点，因此，谐波治理已成为电气工程领域急需解决的问题。

有源电力谐波器通过产生和谐波源电流具有相同幅值而相位相反的补偿电流来达到消除谐波的目的，控制器的设计直接影响到有源滤波器的输出能否快速准确地跟踪参考电流的变化。

为了理想的补偿性，考虑到有源电力滤波器系统中存在的非线性，时变，变参数等不确定性，难以对控制对象建立精确的数学模型等特点，本文设计了神经网络PI控制器，通过神经网络不断学习来优化PI控制器的控制参数，最终获得一组最优的控制参数，从而获得最终的控结果又很大影响，为此引入迭代控制策略，设计了迭代神经网络递堆积分PI 控制器。

他不但可以减小初始的跟踪偏移，而且可以加快初始跟踪速度。

关键词有源电力滤波器；PI控制器；神经网络；递堆积分PI控制器；迭代控制前言随着我国电力工业不断发展，电力负荷急剧增长，非线性负载在配电系统中不断增加，从而供电系统电能质量造成了严重污染，还有现代高度自动化和智能化的工业用电设备也对供电系统提出了更高的要求，改善电能质量已成为摆在我们面前的一个具有重要现实意义的研究任务。

如何抑制电网谐波，改善电能质量已经成为近几年来研究的热点，因此，谐波治理已成为电气工程领域急需解决的问题。

本文根据以上各种控制方法的优缺点，在PI控制，递堆积分PI控制，PI迭代学习控制基础上，引入了神经网络控制技术与这些传统的方法相结合，一方面利用了PI能够实现无稳态误差的特性，可以满足有源滤波器电流跟踪的补偿精度要求，另一方面又利用神经网络对PI控制的比例系数和积分系数在线整定，满足有源滤波器电流跟踪的动态速度要求，可以达到良好的补偿效果。

并联型有源电力滤波器直流侧电压模糊PI控制方法研究

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电工电气 (2012 No.6)
并联型有源电力滤波器直流侧电压模糊PI控制方法研究
点，具有动态响应快、超调小、静态误差小等特点，并且算法实现简单，能满足负载变化情况下的直流侧电压控制要求。
1 三相并联型APF的工作原理
Uref + ΔUdc Kp -
Udc
Ki
+ Δip +
积分环节
图2 APF直流侧电压PI控制原理图
～ ea
～ eb
L
～ ec
R
VT1
La Lb Lc
D1 VT3
D3 VT5
D5 C
VT2
D2 VT4
D4 VT6
D6
图1 三相并联型APF原理图
2 APF直流侧电压的PI控制方法
传统 PI 控制方法在 APF 直流侧电压控制中
被广泛使用，并具有良好的效果 [3]。P I 控制工
设定模糊输入变量ΔU dc、dΔU dc/dt 的模糊论域均为 [-3，3]，并将其量化为 7 个等级 {-3，-2，-1，0， 1，2，3}。设定输出变量ΔK p 的模糊论域为 [ -0.3， 0.3]，并将其量化为 7 个等级 { -0.3，-0.2，-0.1，
0，0.1，0.2，0.3}，设定输出变量ΔKi 的模糊论域为 [-0.06，0.06]，并将其量化为 7 个等级 {-0.06， -0.04，-0.02，0，0.02，0.04，0.06}。模糊输入变量、输出变量的语言值集合均可设定为 { N B ( 负大 )，NM( 负中 )，NS( 负小 )，ZO( 零 )，PS( 正小 )， PM( 正中 )，PB( 正大 )}。考虑到对论域的覆盖程度、准确性和系统的稳定性、鲁棒性，模糊语言变量 NB 采用 Z 形隶属度函数，PB 采用 S 形隶度属函数，其他变量语言均采用三角形隶属度函数，利用 MATLAB 软件绘制ΔU dc、dΔU dc/dt、ΔKp、ΔKi 语言值隶属度函数如图 4 所示。

基于重复PI控制的并联型有源电力滤波器研究

基于重复PI控制的并联型有源电力滤波器研究摘要：现代电力系统中，电力质量问题日益突出，其中谐波污染是一个重要的问题。

为了解决谐波污染问题，本文提出了一种基于重复PI控制的并联型有源电力滤波器。

该方案可以有效地补偿谐波电流，提高电力系统的质量，保证电力设备的正常运行。

关键词：有源电力滤波器；谐波污染；重复PI控制；并联型引言电力质量是电力系统中的一个重要问题，其中谐波污染对电力系统和电力设备的稳定运行产生了严重的影响。

传统的无源电力滤波器无法满足谐波补偿的需求，因此有源电力滤波器成为解决谐波污染问题的有效途径之一。

方法本研究提出了一种基于重复PI控制的并联型有源电力滤波器。

该滤波器由一个逆变器和一个控制器组成。

逆变器将电网电压转换为可控的滤波器电流，控制器根据谐波电流的参考值和实际电流值进行比较，并调整逆变器的输出，实现谐波电流的补偿。

该控制器采用重复PI控制算法，通过周期性地重复执行PI 控制，实现对谐波电流的精确补偿。

重复PI控制器具有快速响应、较低的稳态误差和较好的鲁棒性等优点，适用于滤波器的控制。

实验结果本文通过实验验证了所提出的基于重复PI控制的并联型有源电力滤波器的有效性。

实验结果表明，该滤波器能够有效地补偿谐波电流，将谐波电流控制在一个较小的范围内。

同时，该滤波器对于不同频率和幅值的谐波电流都具有良好的补偿效果。

结论本文研究了基于重复PI控制的并联型有源电力滤波器，在实验中验证了该滤波器的有效性。

该滤波器能够有效地补偿谐波电流，提高电力系统的质量，保证电力设备的正常运行。

未来的研究可以进一步优化控制算法，提高滤波器的性能，并在实际应用中进行验证。

有源电力滤波器直流侧电压专家PI控制研究

第9卷第2期黑龙江科学Vol. 9 2018 年 1月HEILONGJIANG SCIENCE January 2018有源电力滤波器直流侧电压专家P I控制研究罗耀华，刘德阳(哈尔滨工程大学，哈尔滨150001)摘要：直流侧电压控制是有源电力滤波器（a t i s power filter，APF)的关键技术之一。

直流侧电压的大小直接影响有源电力滤波器的补偿性能。

在复杂的，有多原因将导致APF与的公共耦合点不稳定。

当时，原定的直流侧有可能不足补偿性能。

针对这，在传统P I控制的基础上，种 P I控制器来对直流侧定进行控制并控制态。

关键词：有源电力器;直流侧电压给定；专家比例积分控制中图分类号：TN713. 8;TM76 文献标志码：A文章编号：1674 - 8646 (2018)02 - 0061 - 03Research onexpert PI control of acti^ve power filter DC voltageL U O Y a o-h u a，L I U De-yang(Harbin Engineering University，Harbin150001，C h i n a)Abstract:D C side voltage control is one of the key technologies of active power filter.D C side voltage affects the compensation performance of active power filter.There are m a n y reasons will lead to the between the active power filter and the power system voltage instability in the complex environment of the industrial site.W h e n the grid voltage fluctuation，the D C side voltage of the original setting m a y not meet the compensation performance.This paper designs a kind of expert PI controller of D C side volcontrol process to solve this problem.Key words：Active power filter；T h e given of t l i e D C side voltage；Expert PI con现阶段，为了改善电能质量，有源电力滤波器得到了应用。

基于PI迭代学习的有源电力滤波器的电流控制方法

ｆｒｅｔｇｆｃｏｏｅｈｎｅｓｓｅｃｒｂｓｎｓ．ａｄａｈａｉｅｉｐｔｎｔｐｅｒｉｇｌｗｅｄｆｒｒａｅｏｇｔｉａｔｒｔｎａｃｙｔｍｉｏｕｔｅｓｎｔｔｅｓｍｅｔｍｏｒｉｇａＤ—ｙｅｌａｎｎａｆｅｏｗａｄｂｓｄｎｍ
关键词：有源电力滤波器；Ｐ迭代学习控制；跟踪误差；周期性ｌ
中图分类号：Ｔ６．Ｍ７１１文献标识码：Ａ
Ｃｕｒｎｔｃｎｒｌｍｅｈｄｏｃｉｅｐｗｅｉｔｒｂｓｄｏ — ｙｅｉｅａｉｅｌａｎｉｇｒｅｏｔｏｔｏｆａｔｖｏｒｆｌｅａｅｎＰＩｔｐｔｒｔｖｅｒｎ
大、响应速度慢，不宜用于Ｔ程中。本文针对ＡＰＦ谐波电流跟踪控制问题，提ｍ
ＡｂｔａｔＴｈｅｆｒｎｅｏｈｃｉｅｐｗｅｉｅｔｒｄｔｎｌｃｎｔｏｌｒｉｎｔｇｏｓｒｃ：ｅｐｒｏｍａｃｆｔｅａｔｖｏｒｆｌｒｗｉｈｔａｉｉａｏｒｌｓｏｏｄ、Ａｃｏｒｎｏｔｅｐｒｄｃｔｏｅｃｄｉｇｔｈｅｉｉｏ
了一种基于Ｐ型学习律的迭代学习控制算法。通过实施遗忘因子学习律增强系统鲁棒性的同时。引入了在最优Ｉ目标下选择模糊参考电流误差的Ｄ型学习律前馈环节。并且利用ＰＩ软件对所提出方法和传统的滞环控制方ＳＭ

基于PI控制的有源滤波器中的研究

基于PI控制的有源滤波器中的研究李正明;唐静【摘要】An optimization design method of PI control is introduced,which is based on parallel form of APF. It is characterized that the control objectives are phase current errors,hysteresis comparators are used to consist of the detector,hysteresis current controlling is applied in this system. With the same control precision,this method can effectively lower the switching frequency, reduce the swithing loss and improve the performance of APF. It is validated by the computer simulation results.%提出了基于并联型三相三线制有源滤波器的优化设计的PI控制方法，该方法的优点是对检测到电流误差信号为控制对象，用滞环比较器构成区域判别器，在此基础上实行滞环电流控制。

在同样的控制精度下，该方法可以有效得降低开关频率，减小有源滤波器开关损耗。

计算机仿真结果验证了这一方法的有效性。

【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P987-990)【关键词】有源滤波器;滞环电流控制;PI控制;MATLAB/Simulink仿真;d-p旋转坐标系【作者】李正明;唐静【作者单位】江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212013;江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TM51近年来,随着电力系统中各类非线性负荷的大量投入,电能质量的问题正日益加剧[1]。

有源电子滤波器迭代PI控制器的设计

有源电子滤波器迭代PI控制器的设计【摘要】电流跟踪控制器的设计是有源电子滤波器关键问题之一。

电流跟踪控制器的给定为交流信号，本质属于随动系统。

由于传统PI控制器在对交流信号的踪上存在静差，影响了有源电子滤波器的控制效果。

本文分析研究了迭代PI控制器，证明了该控制器与重复控制的等价性。

由于迭代PI控制器具有周期积分器，所以从根本上消除了传统PI的静差问题。

文章最后通过Matlab仿真对比了两种控制方法的控制效果。

【关键词】有源电子滤波器；迭代PI；电流跟踪1.引言随着电力电子技术的发展，大量非线性器件的使用引起的电网谐波污染日益严重，有源电力滤波器（APF，Active Power Filter）作为目前抑制谐波最理想的解决手段，受到广泛的关注。

图1为并联APF谐波补偿原理图。

有源电子滤波器的关键技术主要包括：谐波电流检测方法和电流跟踪控制算法。

目前大量的控制算法都被应用于有源电力电子滤波器，有发展很成熟的方案：如滞环控制、传统PI控制等；有近几年兴起的新型控制方案：如滑模变控制、单周控制、重复控制等。

各种控制方案各有自身的优点，如滞环控制原理简单、容易实现、鲁棒性能好，传统PI控制开关频率固定，容易滤除开关频率附近的高频谐波。

滞环控制和PI控制算法是APF系统中应用最广泛的两种方法，据日本电气学会调查，它们的占有率都在45%-50%之间。

传统的PI能够对被控量为直流量和变化缓慢的量实现无静差控制，但当被控量为正弦量时（比如交流驱动），如果直接采用传统PI进行控制，就会存在静态误差。

将交流信号通过同步旋转变换成直流时，PI能够对被控量为标准的正弦量实现无静差控制[1]，但有源滤波系统中含有多次谐波，如果每次谐波都经过旋转变换会增加计算量，不易于工程实现。

迭代PI控制[2]是近几年才被应用于APF系统中的一种新型控制算法。

本文介绍了其基本原理，分析了其与重复控制的相似点和对APF系统的适用性。

同时，我们发现与具有相同结构，都具有与周期相关的参数N，这意味着重复控制与迭代PI控制都具有周期性控制特点，分析迭代PI离散域的结构框图，如图4所示，可以发现，它具有超前预测系统误差，并与重复控制具有相同的内模结构，从这个意义上说，重复控制与迭代PI控制具有很大相似性。

有源电力滤波器pi控制策略研究

有源电力滤波器pi控制策略研究
电力滤波器是一种常见的电力电子设备，用于消除电力系统中的谐波、电磁干扰和其他电力质量问题。

在滤波器中引入控制策略可以提高其性能和稳定性。

本文研究了一种基于PI控制的有源电力滤波器控制策略。

有源电力滤波器是一种基于功率电子器件的电力滤波器，其工作原理是通过将滤波器与电网并联，将非线性负载引起的谐波电流通过滤波器内部的逆变器转换为有源电流，在滤波器输出端产生与非线性负载电流相反的电流，从而实现谐波的消除。

在有源电力滤波器的控制策略中，PI控制器是一种常用的方法。

在本文中，我们首先对有源电力滤波器的基本原理进行了介绍，然后通过建立有源电力滤波器的数学模型，推导了PI控制器的控制算法。

该算法基于逆变器输出电流和电网电流之间的误差信号，计算PI控制器的输出信号，控制逆变器的PWM信号，从而实现有源电力滤波器的谐波消除和电网电压稳定。

最后，我们通过仿真实验验证了该PI控制策略的有效性和稳定性。

结果表明，该控制策略可以迅速响应电网电压的变化，并保持较低的谐波失真率。

因此，该控制策略可以有效地应用于有源电力滤波器的实际控制中。

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有源滤波器控制算法研究

有源滤波器控制算法研究报告1. 研究目标本研究旨在深入探索有源滤波器控制算法，通过对有源滤波器的工作原理和性能进行分析，提出一种优化的控制算法，以提高有源滤波器的滤波效果和稳定性。

2. 方法2.1 有源滤波器工作原理分析首先，我们对有源滤波器的工作原理进行了详细分析。

有源滤波器由一个放大电路和一个被动滤波电路组成。

放大电路负责增益，被动滤波电路负责频率选择。

我们研究了放大电路和被动滤波电路的结构和特点，深入理解了它们在有源滤波器中的作用。

2.2 现有控制算法综述接着，我们对现有的有源滤波器控制算法进行了综述。

我们收集了大量相关文献，并对各种常用的控制算法进行了比较和评估。

这些算法包括PID控制、自适应控制、模糊控制等。

我们分析了它们的优缺点、适用范围和应用场景，为后续的算法优化提供了参考依据。

2.3 优化控制算法设计基于对现有控制算法的分析和总结，我们设计了一种优化的有源滤波器控制算法。

该算法综合考虑了滤波器的频率响应、相位特性和稳定性要求，并采用自适应控制策略，能够根据输入信号动态调整滤波器参数。

同时，为了提高算法的实时性和精度，我们引入了模糊控制的思想，并利用神经网络进行参数优化。

2.4 算法仿真与实验验证为了验证所提出的优化控制算法的有效性，我们进行了大量的仿真实验和实际测试。

在仿真实验中，我们使用MATLAB软件搭建了有源滤波器模型，并通过不同频率、幅值和相位的输入信号进行测试。

在实际测试中，我们使用实验室搭建的有源滤波器电路，并利用示波器等仪器对其输出信号进行采集和分析。

3. 发现3.1 现有控制算法存在问题通过对现有控制算法的综述和分析，我们发现它们在应对复杂信号和动态环境时存在一定的局限性。

PID控制算法在频率响应和相位特性上表现较好，但对于非线性系统和时变系统的控制效果有限。

自适应控制算法能够根据系统状态自动调整参数，但对于参数选择和收敛速度等问题仍存在挑战。

模糊控制算法可以处理模糊不确定性和非精确信息，但在实时性和精度方面有待改进。

有源电力滤波器补偿的PI解耦控制技术研究

有源电力滤波器补偿的PI解耦控制技术研究
孙文革
【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2024(45)4
【摘要】电网中电压和电流波形的失真会产生谐波,导致电网功率因数降低,并影响电力系统的稳定性和可靠性。

为了确保电力系统的正常工作,研究了基于有源电力滤波器补偿的比例积分(PI)解耦控制技术。

设计了基于二极管钳位式的有源电力滤波器模型。

结合基尔霍博电压法,降低控制谐波和解除部分变量耦合。

针对设备非线性产生的谐波,分析有源电力滤波器的可逆性,获得输入雅可比矩阵,以实现滤波器旋转坐标的线性化。

利用变换矩阵转换转动角速向量,输入谐波的幅度,输出电流取样延迟,完成无差PI解耦控制。

试验结果表明,所提技术能够有效解耦滤波器的谐波电流成分,从而补偿电网中的失真电流。

该技术可以减少谐波对电力系统的整体影响,保证设备的正常运行。

【总页数】6页(P51-56)
【作者】孙文革
【作者单位】新疆职业大学机械电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH-39
【相关文献】
1.基于PI控制和重复控制的有源电力滤波器研究
2.三相有源电力滤波器滑模解耦控制方法研究
3.并联有源电力滤波器解耦控制研究综述
4.有源电力滤波器神经网络逆解耦控制
5.串联混合有源滤波器PI解耦控制算法研究
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有源电力滤波器的设计原理

有源电力滤波器的设计原理有源电力滤波器是一种电力滤波器，它能够通过电源电压检测电路来实时调整输出电压，以消除电源中的谐波，降低电网污染，提高电力质量。

有源电力滤波器的设计原理主要包括三个方面：电源电压检测、控制算法和输出电压调整。

首先，电源电压检测是有源电力滤波器的核心。

它通常通过电流传感器和电压传感器来实时检测电源电压和电流波形。

电流传感器通常安装在电源输入端，用于检测电源谐波电流的大小和相位；而电压传感器通常安装在电源输出端，用于检测电源谐波电压的大小和相位。

通过电源电压检测，有源电力滤波器能够实时了解电网上的谐波特征。

其次，控制算法是有源电力滤波器的关键。

控制算法根据电源电压检测的结果，判断电网中的谐波特征，并通过控制器计算出相应的谐波电流。

控制算法中常用的方法有PI控制、谐波同步检测和谐波扫描等。

其中，PI控制是一种常用的控制算法，通过调节控制器的比例和积分参数，实现有源电力滤波器的稳定运行。

最后，输出电压调整是有源电力滤波器的最终目标。

通过输出电压调整，有源电力滤波器能够将谐波电流注入电网，与谐波电流相消，从而消除电网中的谐波。

输出电压调整一般通过功率放大器来实现，它将计算出的谐波电流转化为相应的电压信号，并通过功率放大器放大到合适的水平后注入电网，以实现滤波效果。

总的来说，有源电力滤波器的设计原理是通过电源电压检测，控制算法和输出电压调整来消除电网中的谐波。

由于有源电力滤波器具备自适应调整能力，可以根据电网谐波特征的变化实时调整输出电流，因此在电网谐波污染难以预测或变化较大的情况下，具有很好的滤波效果。

此外，有源电力滤波器还具备响应速度快、滤波精度高等优点，因此在电力系统的稳定运行和电力质量改善中得到了广泛应用。

递推积分PI控制有源滤波器的仿真研究

递推积分PI控制有源滤波器的仿真研究宋士贤;孙宝;刘丹;汪玉凤【摘要】针对传统PI控制算法不能完全消除有源电力滤波器系统稳态误差的情况,设计了基于递推积分PI控制策略的有源电力滤波器,以有效抑制稳定工作状态时产生的谐波.仿真证实了它的可行性和正确性,有工业应用前景.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2011(000)002【总页数】3页(P13-15)【关键词】递推积分PI控制;有源滤波器;数学模型;仿真【作者】宋士贤;孙宝;刘丹;汪玉凤【作者单位】双鸭山矿业集团供电公司,黑龙江双鸭山155100;辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛125105;哈尔滨电业局通讯信息工区,黑龙江哈尔滨150010;辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛125105【正文语种】中文【中图分类】TM46近年来，非线性负载的广泛使用对供电质量造成了严重污染，电力系统中的谐波日益严重。

谐波不仅影响电器设备的正常工作，还对通信设备的工作造成很大的影响。

有源电力滤波器APF(Active Power Filter)作为抑制谐波的有效手段，得到了广泛重视。

APF属于交流输电系统和用户电力中的一种装置，并联型APF的实质是一个任意波形发生器，通过一定的算法检测到负荷侧所需要的谐波电流，就发出相应的谐波电流，来达到补偿的目的［1］。

递推积分PI控制算法是对传统PI算法的一种改进，使算法更适合于工业现场的有源电力滤波器。

当给定的参考信号为直流信号或缓慢变化的量时，控制器中只要包含一个传统的PI控制器就能保证系统输出无稳态误差。

在实际的工业现场，由于电网电压、电流是周期信号，谐波源在稳定状态产生的谐波也是相对稳定的，即参考信号是多个谐波信号的叠加波形，频率为基波周期50 Hz的若干整数倍，若继续采用常规积分器进行控制，系统稳态误差不可能被完全消除。

因此，可以采用一种基于离散信号迭代运算思想的递推积分PI控制算法来消除输出稳态误差［2-4］。

基于PI控制算法的电力系统稳态优化研究

基于PI控制算法的电力系统稳态优化研究第一章绪论1.1 研究背景电力系统是现代社会的重要基础设施，它的稳定运行对于社会经济发展具有重要意义。

随着电力负荷的增加，电力系统出现了许多问题，例如稳态不稳定、频率波动等，这些问题需要通过控制算法进行解决。

基于PI控制算法的电力系统稳态优化研究就是为了解决这些问题。

1.2 研究意义电力系统的稳态优化是电力系统运行的关键问题，它直接影响着电力系统的稳定性和可靠性。

基于PI控制算法的电力系统稳态优化研究，可以提高电力系统的稳定性和可靠性，优化电力系统的运行效率，减少电力系统故障的发生。

1.3 研究内容本文的研究内容主要包括以下几个方面：（1）电力系统稳态优化的原理；（2）基于PI控制算法的电力系统稳态优化方法；（3）电力系统稳态优化仿真分析；（4）电力系统稳态优化实验验证。

第二章电力系统稳态优化的原理2.1 电力系统稳态模型电力系统的稳态模型是电力系统稳态优化的基础。

电力系统稳态模型包括电网结构和设备参数。

电网结构是指电力系统的电源、负载和传输线路的连接方式和拓扑结构；设备参数是指电力系统设备的电学参数和运行参数，包括电压、功率、电动势等。

2.2 电力系统稳态优化目标电力系统稳态优化的目标是使得电力系统在稳态下满足负载要求，并提高电力系统的运行效率。

电力系统稳态优化的具体指标包括电压稳定性、功率平衡性、阻尼振荡等。

2.3 电力系统稳态优化方案电力系统稳态优化的方案包括控制算法和控制变量。

电力系统稳态优化的控制算法包括PID控制算法、PI控制算法等；控制变量包括发电机输出功率、电网电压、补偿电抗等。

第三章基于PI控制算法的电力系统稳态优化方法3.1 PI控制算法原理PI控制算法是一种控制算法，它是基于比例控制算法和积分控制算法的组合，可以有效地控制系统的稳态性能。

在PI控制算法中，比例控制算法用来消除系统的静差，积分控制算法用来消除系统的稳态误差。

3.2 基于PI控制算法的电力系统稳态优化方法基于PI控制算法的电力系统稳态优化方法包括以下步骤：（1）建立电力系统稳态模型，包括电网结构和设备参数；（2）制定电力系统稳态优化目标，包括电压稳定性、功率平衡性等；（3）设计电力系统稳态优化方案，选择PI控制算法作为控制算法，设计控制变量；（4）仿真分析电力系统稳态优化效果；（5）进行实验验证，验证基于PI控制算法的电力系统稳态优化方法的可行性和有效性。

基于递推积分PI的混合型有源电力滤波器电流控制

* i cx
_ +
icx
P 递推积分 I + + u
Ls is 控制电路 ic
5 7 高次次通
Fig.3
i L 负载
图 3 递推积分 PI 控制器的结构图 The structure of the proposed controller
i1 Cd c L1 C T1
Fig.1
图 1 系统的结构图 The structure of the HAPF system
第 23 卷第 10 期 2003 年 10 月文章编号 0258-8013 2003 10-0038-04
中
国电机工程学 Proceedings of the CSEE
报
Vol.23 No.10 Oct. 2003 ©2003 Chin.Soc.for Elec.Eng. 学科分类号 470·4031
∗ ∗ iCX = iSX − iLX
V SX V d*c + _ Vdc
非线性负载
PI 控制器由于其算法简单和可靠性高被广泛应用于工业过程控制但常规的 PI 对正弦的参考电流比如在交流驱动中难以达到理想的控制效果 [10] 本文针对系统跟踪控制的量是一个周期为 20ms 的量采用递推积分 PI 分别对误差 e 每个周期内相应的各采样点进行积分相当于有 N 个 PI 并行工作假设 e 每个周期内的采样点数为 N 实现对系统快速无静差控制为提高系统的鲁棒性和抗干扰能力控制器引入了参考电流模糊加权前馈控制[11] 3.2 递推积分 PI 算法控制器的输入量是一个周期为 20ms 的非正弦量可以看成公倍周期为 20ms 的各种频率的正弦量的合成为方便解释计算近似地将其画成图 4 所示

有源电力滤波器控制策略综述

基于谐波电流注入的控制策略
谐波电流注入
通过实时监测电力系统的谐波电流，控制有源电力滤波器输出相应的谐波电流，以抵消电
力系统中的谐波电流。
优点
可有效抑制谐波电流，对非线性负载的补偿效果较好。
缺点
控制方法相对复杂，需要针对不同的非线性负载进行相应的补偿。
基于现代控制理论的控制策略
01
现代控制理论
有源电力滤波器控制策略综述
2023-11-11
目录
• 引言 • 有源电力滤波器基本原理 • 控制策略设计 • 控制策略实现 • 控制策略优化 • 应用案例分析
01
引言
研究背景与意义
随着电力电子设备在电力系统中的广泛应用，电力系统的谐波污染日益严重，对电力系统的稳定运行和电能质量造成不利影响。有源电力滤波器作为一种有效的谐波治理手段，受到广泛关注。
利用现代控制理论，如最优控制、自适应控制等，实现对电力系统谐波和无功功率的综合补偿。
02
03
优点
缺点
可实现多目标优化，提高电力系统的整体性能。
需要较为复杂的数学模型和算法支持，实际应用中可能存在一定的难度。
01
控制策略实现
基于DSP实现的控制策略
实时性
DSP具有较高的运算速度，可以满足实时性要求高的控制应用。
有源电力滤波器可以用于家用电器保护中，实现过流保护、过压保护等功能。
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有源电力滤波器的工作原理
APF通过采样负载电流或电压，并使用数字信号处理技术，计算出谐波分量。
然后，APF产生一个与谐波分量大小相等、方向相反的电流或电压，以抵消谐波分量，达到净化电网的目的。

先进控制算法及其在有源电力滤波器中的应用研究的开题报告

先进控制算法及其在有源电力滤波器中的应用研究的开题报告一、选题背景随着工业化和城市化的不断发展，电力质量问题也逐渐显露出来。

一些非线性负载和散布在电网中的谐波源等因素导致电网中出现谐波、电压暂降、电压闪变等问题，给电力系统带来很大的不稳定因素。

为了保证电力系统运行的安全性和稳定性，需要采用有源电力滤波器等电力电子设备对电力质量进行补偿控制。

目前，已有一些控制算法被广泛应用于有源电力滤波器中，例如等效电感算法、电流控制算法、预测控制算法等。

但是，这些算法在实际应用过程中仍存在一些问题，如鲁棒性不足、动态响应速度慢等。

因此，对先进控制算法在有源电力滤波器中的应用研究具有重要意义。

二、研究内容和目标本文将研究先进控制算法及其在有源电力滤波器中的应用。

具体研究内容包括以下几个方面：1. 先进控制算法的理论研究：研究多种先进控制算法，如模型预测控制、自适应控制等，并分析它们的优缺点。

2. 有源电力滤波器模型的建立及分析：建立有源电力滤波器电路模型，并分析其动态特性和控制要求。

3. 先进控制算法在有源电力滤波器中的应用研究：将多种先进控制算法应用于有源电力滤波器中，比较它们的控制效果和应用适用性。

本文的研究目标是：深入探究有源电力滤波器控制技术，提高其动态性能和鲁棒性，实现电力质量的高效补偿。

三、研究方法本文采用文献综述和数学建模相结合的方法，对先进控制算法在有源电力滤波器中的应用进行研究。

具体步骤如下：1. 收集有关先进控制算法、有源电力滤波器等方面的文献资料，对其进行综述和整理。

2. 建立有源电力滤波器的数学模型，分析其动态特性和控制要求。

3. 分别应用不同的先进控制算法进行数值仿真实验，比较它们的控制效果和适用性。

4. 对实验结果进行分析和总结，提出有源电力滤波器控制的优化措施。

四、研究意义本文的研究将探索有源电力滤波器控制领域的新思路和新技术，促进其在实际工程中的应用发展。

具体意义包括：1. 深入研究有源电力滤波器的控制技术，提高其动态特性和控制精度。

基于DSP的有源电力滤波器控制算法的研究

论文2005年第2期广东自动化与信息工程 7基于DSP 的有源电力滤波器控制算法的研究林浩扬章云曾威谋肖萍何湘开(广东工业大学自动化学院)摘要：有源电力滤波器（APF ）的控制是影响其性能的重要因素。

基于DSP 的有源电力滤波器的控制主要涉及指令电流分离技术及其控制算法的应用。

本文对基于FFT 数字化分析法的指令电流检测技术控制算法进行了讨论，提出了运用“梯形法”如何实现指令电流的分离，分析了该算法对APF 系统性能产生的影响，并通过计算机仿真实验验证了该算法的有效性。

关键词：有源电力滤波器（APF ）；DSP （数字信号处理器）；控制算法1概述自从三相瞬时无功功率理论［1］提出以来，有源电力滤波器（APF ）的研究取得了巨大进展并已进入实际工程应用阶段。

但至今APF 尚有许多问题有待进一步研究解决［2］，如何克服谐波电流检测方面存在的时间延迟和运算精度不足对APF 系统性能的影响就是其中一个方面。

本文对基于DSP［3］的有源电力滤波器控制算法如何影响系统补偿性能进行了分析，并指出应用“梯形法”能够提高APF 的精度和响应速度。

仿真实验表明，该算法是非常有效的。

2 基于DSP 的APF 的工作原理与系统构成。

APF 的研究主要针对电力系统谐波污染的治理。

其基本原理如图1所示［4］，先从补偿对象中检测出负载电流i L ，再由指令电流运算电路获得补偿电流的指令信号i c *，最后由补偿电流发生电路（由控制、驱动和主电路构成）产生一个与该谐波电流大小相等相位相反的补偿电流i c ，两者相互抵消使电网电流中只含有基波分量i s 从而达到消除谐波污染的目的。

由此可见APF 中关键部分是指令电流的检测分离技术。

3 具体的算法原理研究及实现3.1控制算法的选择本研究采用基于FFT 数字化分析法［5］对指令电流进行计算：对连续时间的电流信号)(t f 在周期T 内进行n 次采样，经过A/D 转换得到一组离散时间信号1210,....,,,}{−=n k f f f f f ，送给计算机进行运算处理将所含的谐波电流计算出来。

有源电力滤波器的DSP控制策略研究

七、结论
七、结论
本次演示提出了一种基于DSP的有源电力滤波器的硬件设计方法，包括硬件系统总体结构、DSP控制器、电力电子变换器、电流电压采样电路、驱动电路和保护电路等关键部分的设计。通过实验测试，验证了本次演示设计的有效性。本设计方法具有一定的参考价值，可应用于解决电力系统谐波问题。
谢谢观看

策略优化
2、利用滑模变结构控制方法来实现APF输出电流的快速跟踪和扰动抑制，提高系统的鲁棒性和动态性能。
策略优化
3、将上述两种方法相结合，形成一种复合控制策略，以充分利用各自的优点，达到更高的补偿精度和响应速度。
参考内容
内容摘要
随着电力电子技术的发展，有源电力滤波器（Active Power Filter，APF）已成为解决电力系统谐波问题的有效手段之一。其中，数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）的应用在有源电力滤波器的设计中占据重要地位。本次演示将介绍一种基于DSP的有源电力滤波器的硬件设计。
驱动电路负责将DSP控制器的控制信号转换为适合电力电子变换器主开关的驱动信号。本次演示选用专用IGBT驱动芯片实现驱动功能。同时，为了保障系统的安全运行，还设计了完善的保护电路，包括过流保护、过压保护和欠压保护等。
六、实验结果
六、实验结果
为了验证本次演示设计的有效性，我们在实验平台上进行了实验测试。实验结果表明，基于DSP的有源电力滤波器在谐波抑制和功率因数补偿方面表现出良好的性能，达到了预期的设计目标。
DSP控制器是整个硬件系统的核心，负责实现有源电力滤波器的所有控制算法和数据处理任务。本次演示选用TI公司TMS320F型DSP作为控制器，该款DSP具有强大的运算能力和丰富的外设资源，可满足有源电力滤波器的实时控制需求。