PWM整流器模糊控制策略

安徽理工大学电气与信息工程学院 吴 波

PWM整流器模糊控制策略

安徽理工大学电气与信息工程学院 吴 波

提高PWM整流器抗负载扰动能力、减少直流母线电容量是PWM整流器研究的重要内容。针对常规PWM双闭环PI整流器容易受到负载波动影响的特点，本文提出了通过模糊控制的方式来改善抗负载扰动的性能；通过该整流器的物理电路建立了该整流器的模糊PI控制的数学模型。Matlab/Simulink仿真表明该模糊控制方法可以提高整流器的抗负载扰动能力。

整流器；模糊控制；直流稳定

0 引言

三相PWM整流器与传统的二极管不控整流和晶闸管相控整流相比可以实现输入电流正弦化和可控的功率因数，同时可以降低输入电流谐波，实现能量的双向流动。在PWM整流器的应用中，直流电压的稳定至关重要，所以当负载急剧变化时，提高直流电压的静态稳定性和动态调节响应速度对PWM整流器的性能至关重要，所以提高PWM整流器的稳态性能的研究成为PWM整流器的重要内容。

整流器的控制通常采用PI的直接电流控制，但是由于PWM整流器存在非线性的耦合，而且整流器在在工作过程中易受到外界的负载扰动，使得传统PI控制不能很好的适用于整流器的实际应用,所以本文提出了将传统控制方法和模糊控制相结合的方法.既能实现线性控制,又能提高抗干扰性，在现实应用中得到了很好的应用。

1 三相电压型PWM整流器电流环和电压环的设计

三相VSR的拓扑结构如图1所示。

图1 三相PWM整流电路拓扑构

对图1所示电路结构，建立起有开关函数描述的数学模型如式（1）所示。由于交流侧为交流时变量，采用PACk变换到（d,q）坐标系中，这样可以对直流变量进行控制。

上式中；Sj（j=a,b,c）为桥臂的二值逻辑开关函数，Sj（j=a,b,c）的值等于1则表示桥臂j（j=a,b,c）上桥臂导通，Sj（j=a,b,c）的值等于0则表示桥臂j（j=a,b,c）下桥臂导通。电网交流电动势矢量Idq的d、q分量；p为微分算子。本文采用模糊控制的方法来提高控制系统的抗干扰性，控制策略如图2所示。

图2 控制策略图

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，模糊控制器的设计如图3所示，它主要包括输入量的模糊化、模糊推理和逆模糊化三部分。

图3

3 实验结果

采用模糊控制策略得到的实验结果如图4所示。

图4 实验结果图

从图4中可以看出在模糊控制的策略下实现了整流器直流端的直流电压的稳定的控制，验证了控制策略的正确性。

4 结论

论文首先介绍了三相VSR的数学模型，提出了模糊控制的控制方式，Matllab/Simulik进行了仿真并验证，证明了该算法的正确性。

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吴波（1990—），男，安徽宿州人，硕士研究生，研究方向：电力电子与电力传动。