基于双环控制思路的有源电力滤波器H∞控制

应用平均化建模的方法,建立了考虑外界干扰的有源电力滤波器（APF）系统的平均化模型。根据直流侧电容电压响应速度远远慢于输出电流响应速度（两者的响应在时间轴上分离）,将控制器设计为电流环与电压环2个部分。电压环控制采用PI控制方法设计,而在电流环设计时将APF非线性系统进行简化,进而设计H∞控制器。最后利用极点配置对闭环系统的收敛速度进行定性配置。该控制器的设计考虑了系统参数摄动及外界干扰的不确定性,使控制器具有较强的鲁棒性;设计时从系统的状态平均化模型出发,物理意义清晰,设计思路合理,针对一般H∞控制器设计需求解Riccati方程的不足,对矩阵进行归一化然后利用LMI工具箱简化控制器求解,易于在工程中实现。仿真与实验结果验证了控制器设计方法的正确性和有效性。