PWM整流器的模糊滑模变结构控制_

PWM整流器的模糊滑模变结构控制
    赵葵银
    （湖南工程学院电气与信息工程系湘潭411101）
    摘要结合滑模变结构控制与模糊控制两者的优点，提出了PWM整流器的模糊滑模变结构新型复合控制方案，使PWM整流器既具有变结构控制的良好鲁棒性，又能最大限度的减小抖振。文章给出了PWM整流器的数学模型，分析了PWM整流器的空间矢量脉宽调制的实现方法，着重探讨了模糊滑模变结构控制器的设计。实验结果表明，系统能保证有很高的功率因数和输入电流较好的正弦度；能适应负载的扰动和非线性变化；具有良好的动静态性能。
    关键词：PWM整流器滑模变结构控制模糊控制振动
    中图分类号：TM461
    1引言
    PWM控制技术的应用与发展为整流器性能的改进提供了变革性的思路和手段，结合了PWM控制技术的新型整流器称为PWM整流器。由于PWM整流器实现了输入电流的正弦化，且运行于单位功率因数，能量可双向传输，因而真正实现了“绿色电能变换”。PWM整流器的核心是电流控制，如何提高整流器的功率因数并改善输入电流波形是人们追求的目标。由于PWM整流器是一个非线性、时变不确定系统，采用常规PID控制很难达到理想的控制效果，动态性能差。为此，国内外学者先后提出了一些先进的控制策略用于PWM整流器的电流控制，如：状态反馈控制、二次最优控制、时间最优控制、基于Lyapunov稳定性理论等[1~4]。但这些控制策略都有一定的缺点，且难以数字化实现。
    本文提出一种将模糊控制与滑模变结构控制相结合的复合控制方案，结合了两者的优点。与传统的PWM整流控制相比，该方案对被控对象的数学模型要求不高，对系统参数变化和外界扰动不敏感，具有控制目标明确，计算量小，实时性好，易于实现数字化的优点[6,7]。实验结果表明，系统的功率因数接近单位功率因数，输入电流波形为正弦，并且系统能适应负载的扰动和非线性变化。

6 结论
本文针对PWM整流控制的特点，把滑模变结构控制和模糊控制相结合，提出了模糊滑模变结构控制方案，电流变结构控制具有对被控对象数学模型要求不高，对干扰和抖振的完全适应性等优点，而模糊控制调节整个正常运动段可以减弱抖振。实验结果表明：三相电压型PWM整流器中采用模糊滑模变结构控制方案，系统响应速度快，有很强的鲁棒性，实现了系统单位功率因数控制，且输入电压电流均为正弦，验证了控制方案的有效性。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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