有源电力滤波器的改进重复控制及其优化设计-电工技术学报.PDF

20 12 年 2 月 电 工 技 术 学 报 Vol.27 No. 2 第 27 卷第 2 期 TRAN SACTION S OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Feb . 20 12 有源电力滤波器的改进重复控制及其优化设计 于晶荣 粟梅 孙尧 （中南大学信息科学与工程学院 长沙 4 10083） 摘要 提出一种有源电力滤波器 （APF ）的改进 复控制及其优化设计方法。该策略首先 在 复控制延时环节中引入零相位低通滤波器，以解决稳定性和稳态精度之间的矛盾，并采用 线性超前相位补偿和低通滤波器构建出新的补偿环节，避免控制器设计对被控对象精确数学模 型的依赖 ；然后构建出基于误差和误差变化率非线性函数的免疫反馈控制，以抑制非周期信号 的干扰，并确保APF 系统具有足够的稳定裕量和动态响应速度 ；最后以APF 有效谐波信号的 准确跟踪 优化目标，以合适的系统稳定裕量 约束，利用粒子群算法 （PSO）对改进 复控 制参数进行优化设计。APF 装置的稳态和动态实验结果证明了基于改进 复控制的APF 控制策 略的正确性和有效性。 关键词：有源电力滤波器 改进 复控制 免疫反馈 零相位低通滤波器 优化设计 中图分类 ：TM46 Improved Repetitive Control and Its Optimization for Active Power Filter Yu J ingrong Su M ei Sun Yao （Central South University Changsha 4 10083 China ） Abstract An improved repetitive control and its optimization method for active power filter(APF) is proposed. Low-pass filter with zero-phase-shift is employed for delay part of repetitive control to make better tradeoff between robustness and performance, and compensation part based on linear lead compensation function and a low-pass filter is designed so that the control method could be independent on the precise model of the plant . Then immune feedback method with nonlinear function of error and error rate is presented to assure suitable amount of stability margin and dynamic response speed. At last, parameters of the improved repetitive control are optimized with the target of lower error for harmonic tracking, and particle swarm optimization (PSO) is utilized to optimize the control parameters. Experimental results of APF under steady and dynamic conditions verify the correctness and effectiv