PWM整流器模糊控制策略

安徽理工大學電氣與信息工程學院 吳 波

PWM整流器模糊控制策略

安徽理工大學電氣與信息工程學院 吳 波

提高PWM整流器抗負載擾動能力、減少直流母線電容量是PWM整流器研究的重要內容。針對常規PWM雙閉環PI整流器容易受到負載波動影響的特點，本文提出了通過模糊控制的方式來改善抗負載擾動的性能；通過該整流器的物理電路建立了該整流器的模糊PI控制的數學模型。Matlab/Simulink仿真表明該模糊控制方法可以提高整流器的抗負載擾動能力。

整流器；模糊控制；直流穩定

0 引言

三相PWM整流器與傳統的二極管不控整流和晶閘管相控整流相比可以實現輸入電流正弦化和可控的功率因數，同時可以降低輸入電流諧波，實現能量的雙向流動。在PWM整流器的應用中，直流電壓的穩定至關重要，所以當負載急劇變化時，提高直流電壓的靜態穩定性和動態調節響應速度對PWM整流器的性能至關重要，所以提高PWM整流器的穩態性能的研究成為PWM整流器的重要內容。

整流器的控制通常采用PI的直接電流控制，但是由于PWM整流器存在非線性的耦合，而且整流器在在工作過程中易受到外界的負載擾動，使得傳統PI控制不能很好的適用于整流器的實際應用,所以本文提出了將傳統控制方法和模糊控制相結合的方法.既能實現線性控制,又能提高抗干擾性，在現實應用中得到了很好的應用。

1 三相電壓型PWM整流器電流環和電壓環的設計

三相VSR的拓撲結構如圖1所示。

圖1 三相PWM整流電路拓撲構

對圖1所示電路結構，建立起有開關函數描述的數學模型如式（1）所示。由于交流側為交流時變量，采用PACk變換到（d,q）坐標系中，這樣可以對直流變量進行控制。

上式中；Sj（j=a,b,c）為橋臂的二值邏輯開關函數，Sj（j=a,b,c）的值等于1則表示橋臂j（j=a,b,c）上橋臂導通，Sj（j=a,b,c）的值等于0則表示橋臂j（j=a,b,c）下橋臂導通。電網交流電動勢矢量Idq的d、q分量；p為微分算子。本文采用模糊控制的方法來提高控制系統的抗干擾性，控制策略如圖2所示。

圖2 控制策略圖

2 PWM整流器的模糊控制策略

模糊控制策略的核心是模糊控制器，模糊控制器的設計如圖3所示，它主要包括輸入量的模糊化、模糊推理和逆模糊化三部分。

圖3

3 實驗結果

采用模糊控制策略得到的實驗結果如圖4所示。

圖4 實驗結果圖

從圖4中可以看出在模糊控制的策略下實現了整流器直流端的直流電壓的穩定的控制，驗證了控制策略的正確性。

4 結論

論文首先介紹了三相VSR的數學模型，提出了模糊控制的控制方式，Matllab/Simulik進行了仿真并驗證，證明了該算法的正確性。

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吳波（1990—），男，安徽宿州人，碩士研究生，研究方向：電力電子與電力傳動。