基于三相四線APF的模糊直接反饋控制

3 模糊反饋控制器設(shè)計
3．1 三相四線APF的T-S模糊直接反饋控制穩(wěn)定性
對于以上所建立三相四線APF的T-S模糊控制模型(17)，利用平行分布補償算法設(shè)計模糊狀態(tài)反饋控制律(18)，得到閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)(19)，需要保證系統(tǒng)是穩(wěn)定的。對開環(huán)模糊模型(17)在狀態(tài)反饋控制律(18)條件下的閉環(huán)模糊系統(tǒng)(19)，存在一個公共的對稱正定矩陣H，和矩陣Gij=Mi-NiKj，選取Lyapunov函數(shù)V(x(t))=xδ(t)THxδ(t)，當(dāng)x(t)≠0時，有V(x(t))0。根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定定理，閉環(huán)模糊系統(tǒng)(19)在平衡點是全局漸近穩(wěn)定的。
3．2 三相四線APF的T-S模糊直接反饋控制器設(shè)計
為了求解模糊反饋控制器的狀態(tài)反饋增益矩陣Ki及正定矩陣H，通過簡單的變量代換，轉(zhuǎn)換為求解等價的矩陣X=H-1及矩陣Yi=KiX的線性矩陣不等式形式，可通過MATLAB軟件中的LMI工具箱求解。本系統(tǒng)中，三相四線APF的主電路參數(shù)為La=Lb=Lc=L=4 mH，C1=C2=4700μF，R1=R2= 5 kΩ，根據(jù)主電路模型，參考文獻，選擇x4(0)=800 V，得平衡點處da(0)=0．111 25，db(0)=dc(0)=0．694 375，x1(0)=-0．137 2 A，x2(0)=x3(0)=0．068 6 A。

故系統(tǒng)在平衡點處的狀態(tài)空間模型如式(22)所示。

由式(15)和式(16)的模糊前件變量函數(shù)，可得到系數(shù)矩陣行列式Mi、Ni的數(shù)值解。根據(jù)系統(tǒng)的特性，選擇α1=10，α2=80，利用LMI工具箱可得到公共正定矩陣H以及4個反饋增益矩陣K1，K2，K3和K4的數(shù)值解。

4 仿真及實驗結(jié)果
由以上分析，在MATLAB中建立如圖2所示的三相四線APF模糊直接反饋控制的仿真電路。其中三相非線性負載為三相全橋整流電路，濾波電感為0．5 mH，濾波電容為1 000μF，負載電阻為25 Ω，仿真結(jié)果如圖3所示。