一种单神经元PID控制的单相APFC的设计.pdf

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1、《电气自动化}2012年第34卷第5期变流技术Conve~erTechnique一种单神经元PID控制的单相APFC的设计周神隆，唐厚君，王晓虹(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240】摘要：介绍了传统平均电流控制型APFC变换器的结构，对其控制原理分析后，提出了一种新的控制方法。APFC变换器本身是一个非线性、周期时变的动态系统，采用传统的PID控制难以达到令人满意的效果，单神经元PID控制可以利用其非线性、变结构、自适应等优点来提高APFC系统的动态响应和抗扰能力。通过Matlab／Simulink仿真结果表明，由神经网络控制的变

2、换器，在一定程度上解决了传统PID控制器难于在线实时整定参数、对时变系统进行有效控制的不足，证明了设计的可行性。关键词：有源功率因数校正；电压闭环；PID控制；神经网络；Matlab仿真[中图分类号]TM714[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)05—0023—03ADesignofSingle—phaseAPFCBasedonSingleNeuronPIDControlZHOUYi—long，TANGHou-jun，WANGXiao—hong(ElectronicInformationandElectricalEnginee

3、ringInstitute，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Thestructureoftraditionalaveragecurrentcontrolledactivepowerfactorcorrection(APFC)convenerisintroduced，withtheanalysisofitscontroltheory，anewcontrolstrategyisproposed．APFCconve~erisanon-linear，periodictime—

4、varyingdynamicsystem，usingthetraditionalPIDcontrollerdifficulttoachievesatisfactoryresults．SingleneuronPIDcontrollercantakeadvantageofitscharacteristicofnonlinear，variablestructure；adjustadaptivelytoimprovedynamicresponseandrobustnessofAPFCsystem．ThroughtheMatlab／Simulinksimul

5、ationresuhsshowthattheconve~ercontrolledbytheneuralnetwork，toacertainextent，cansolvethetraditionalPIDcontrollerwhichisdifficultinreal—timeadjustingtheparameters，theinsufficientcontroloftime—varyingsystem，theexperimentalresultsconfirmthevalidityofthedesign．Keywords：Activepowerf

6、actorcorection；Voltageclosedloop；PIDcontroller；Neuralnetworks；Matlabsimulation0引言具有自适应学习和鲁棒容错等特性，已经广泛应用于智能控制领域。为此，本文提出了一种控制策略，将电压外环的PID控制随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系器换成采用神经网络控制的PID控制器，通过仿真验证单神经元统、工业、交通及家庭中得到了广泛应用，但是也同时产生了许多PID控制器的加入对于系统的抗负载变化能力有明显的改善，得的问题。各种换流设备的使用越来越多、容量越来越大，加上

7、一到了较理想的效果。些非线性用电设备接入电网，将其产生的谐波电流注入电网，这给公用电网带来了非常严重的谐波污染，造成电能质量下降，使1单相APFC变换器原理电网的安全经济运行受到了威胁。提高功率因数、消除和抑制谐传统的单相APFC电路其基本思想是在单相桥式不可控整波已经成为电力电子领域研究的重大课题j。流器和负载之间接入一个采用Boost电路的DC—DC变流器。目前对电力电子装置以及其他谐波源的谐波污染问题，解决通过应用电流反馈技术，适当的控制Boost电路中开关管的通断方法主要有两种：一是在电网侧安装补偿装置来补偿谐波，继而，使整流器的输入电流跟

8、踪电网电压波形，使之成为同相位的正抑制无功功率，这适用于各种谐波源；二是对电力电子装置等谐弦波，消除谐波和无功电流，将电网