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专利号: 2022107096300
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:结合基尔霍夫定律,得三相逆变器的数学模型;

步骤2:将网侧三相正弦电压和电流从三相静止的abc坐标系变换到两相静止坐标系,得到αβ轴的数学模型,并对分解到αβ轴的参量分别进行控制;

步骤3:设计常规滑模控制律与相应的变结构控制器确定常规滑模变结构控制器,并验证其结构稳定性,所述常规滑模变结构控制器由等效控制ueq和切换控制usw组成,具体为:定义三阶滑模函数为:

式中,k1、k2表示滑模面系数,为正常数,eα=uoα‑urα,uoα为α轴输出电压,urα为α轴电压参考值,eβ=uoβ‑urβ,uoβ为β轴输出电压,urβ为β轴电压参考值,其中e为实际检测值与参考值的差值;

常规滑模控制律为:

式中,等效控制ueq实现对系统确定部分的控制,保证系统在滑模面上运动;切换控制usw用于实现系统对滑模面的趋近运动,抑制不确定性扰动,其中,Rf是三相等效负载,将k1和k2统称为切换增益K(t)的取值,对控制结果起着决定性的效果;取ρ(t)=max|W(t)|+η,且η>0,W(t)为未知干扰;ueqα代表的是α轴等效控制,uswα代表的是α轴切换控制;ueqβ代表的是β轴等效控制,uswβ代表的是β轴切换控制;

步骤4:根据步骤3常规滑模变结构控制器输出确定模糊集合,再通过经验确定系统输入、输出之间的关系组成模糊规则,最终实现对切换增益的评估。

2.根据权利要求1所述的基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制方法,其特征在于,所述步骤1中三相逆变器包括直流源、逆变桥、滤波器以及负载单元,其中,逆变桥采用三相桥式结构,开关器件选择IGBT并带有换路续流二极管;滤波器采用LC滤波;Rf是三相等效负载。

3.根据权利要求2所述的基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制方法,其特征在于,所述步骤1中三相逆变器的数学模型:其中,Lf为滤波器电感,Cf为滤波器电容,Rl为线路阻抗,Rf为负载阻抗,uoa、uob、uoc、ioa、iob、ioc为ABC三相对中性点的电压和电流。

4.根据权利要求3所述的基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制方法,其特征在于,所述步骤2具体操作为:

1)根据如下转换公式得出两相静止αβ坐标系数学模型:转换公式为:

令 其中io为三相坐标下的电流值,将三相逆变器的数学模型变换到αβ两相静止坐标系下,得到数学模型:

2)对分解到αβ轴的参量分别进行控制,可得状态方程:T T

式中,x=[uoαuoβ],ucon=[uiαuiβ], W(t)为未知干扰。

5.根据权利要求1所述的基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制方法,其特征在于,所述步骤4中模糊规则为:If ρ(t)增大;If ρ(t)减小,其中, 和增益变换ΔK(t)分别为输入与输出;

系统模糊集定义为:

其中,NB为负大,NM为负中,ZO为零,PM为正中,PB为正大,Δρ为ρ(t)的变化差值;

模糊规则设计如下:

6.根据权利要求5所述的基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制方法,其特征在于,采用积分的方法对 进行估计:式中,根据经验确定比例系数G的取值,输出 逼近ρ(t),即可用 代替所述常规滑模控制律中的ρ(t)。