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基于模糊控制的有源滤波器直流母线电压控制
摘要
本文使用基于模糊控制的方法实现有源滤波器（ActiveFilter）的直流母线电压控制。随着电力电子技术的发展，电力系统的质量问题越来越受到人们的关注。有源滤波器作为一种有效的电力调节器件，可以在电网中消除谐波和提高电压质量。基于模糊控制的有源滤波器直流母线电压控制方案，可以在电力系统中实现更准确、更高效的电力质量控制。
关键词：有源滤波器；直流母线电压控制；模糊控制；电力质量控制；电力电子技术
Abstract
Thispaperusesafuzzycontrolbasedmethodtoachievedirectcurrentbusvoltagecontrolofactivefilters.Withthedevelopmentofpowerelectronictechnology,thequalityofthepowersystemhasbeenincreasinglyconcerned.Asakindofeffectivepowerregulator,activefilterscaneliminateharmonicsandimprovethevoltagequalityinthepowergrid.Basedonthefuzzycontroloftheactivefilter'sdirectcurrentbusvoltagecontrol,amoreaccurateandefficientpowerqualitycontrolsystemcanbeachievedinpowersystems.
Keywords:Activefilter；Directcurrentbusvoltagecontrol；Fuzzycontrol；Powerqualitycontrol；Powerelectronictechnology
引言
随着电子技术的飞速发展，电力系统进入了一个全新的时代。在这个时代，电力系统面临的质量问题相对较多。为了解决这些问题，研究者们开始着手研究新的电力调节器件以及电力质量控制方案，以提高电力系统的质量和效率。有源滤波器作为一种有效的电力调节器件，可以在电网中消除谐波和提高电压质量。
然而，有源滤波器的控制较为复杂，需要寻求更准确、更高效的控制方案。模糊控制作为一种灵活、高效的控制方法，已经在电力系统中被广泛应用。本文将介绍基于模糊控制的有源滤波器直流母线电压控制方案，以实现更准确、更高效的电力质量控制。
有源滤波器
有源滤波器（ActiveFilter）是一种通过控制电流源或电压源的方式，消除电网中谐波和提高电压质量的电力器件。它通过产生反向电流来消除负载电流上的谐波，从而达到谐波消除的目的。其需要工作在谐波频率范围内，相对于被动滤波器，它可以消除谐波并保持主电源的有效性。
在传统的有源滤波器控制方案中，通常采用PID控制器。然而，PID控制器的调试困难、面对复杂的负载变化时容易失效等问题限制了其在实际应用中的效果。为了提高有源滤波器的控制效果，近年来出现了更为高效的控制方案，例如模糊控制。
基于模糊控制的有源滤波器直流母线电压控制方案
基于模糊控制的有源滤波器直流母线电压控制方案，通过模糊控制器输出控制电流来调节电压电平从而控制直流母线电压。它不需要精确的数学模型，可以有效的处理复杂的非线性和不确定性问题，具有很好的适应性和鲁棒性，更容易实现在线调整和优化。
模糊控制器的核心是模糊推理机，其输入是模糊集合，输出也是模糊集合。模糊控制器通过将输入的模糊集合转化为一个问题的输出变量的模糊集合来实现控制。模糊控制器包含一个模糊规则库，其中规则通常是由专家知识和实验数据构建的。当系统进入规则库定义的区域时，模糊控制器从库中选择一个规则用于产生输出。
基于模糊控制的有源滤波器直流母线电压控制方案具体步骤如下：
第一步，将有源滤波器转换为控制系统模型，并将其数学模型转换为模糊逻辑变量。其中控制系统模型的基本参数包括电压、电流和容值等变量。
第二步，建立模糊规则库。模糊规则库是模糊控制器中最核心的部分。根据控制策略和专家经验，设计合适的规则库以实现系统的控制目标。在本文的电压控制中，可以将规则库划分为游程零调用规则和幅度调用规则。
第三步，设计输入与输出语言变量，并进行fuzzification和defuzzification处理。模糊控制器的输入是模糊化的变量，可以采用模糊化方法将实际变量转换为模糊变量。输出变量需要进行反模糊化以得到实际的控制变量。
第四步，通过修改模糊规则库中的规则以及模糊控制器中的其他参数来进行系统调整。
实验结果
为了验证基于模糊控制的有源滤波器直流母线电压控制方案的效果，我们进行了一些实验。为了比较，我们采用了传统的PID控制器和神经网络控制器实