光线跟踪算法技术范文

光线跟踪算法技术范文第1篇

1 有源电力滤波器电流跟踪控制的基本原理及分析

图1为三相三线制有源滤波器的主电路。以a相为例, ua为逆变器输出电压, ea为电网电压, iCa为逆变器输出的补偿电流, iLa为负载电流。负载电流iLa由谐波电流iLha和基波电流iLfa组成。负载电流可由下式表示:

控制器用iLha作为逆变器输出电流的参考电流iC*a, 即:

由基尔霍夫电流定律可得:

A P F工作在稳态时

将式 (1) 、 (2) 、 (4) 带入 (3) 可得:

有式 (5) 可看出, 经过APF补偿后电网电流iS只含有基频成分。

根据图1可得三相电路的瞬时值方程为:

由式 (6) 可以看出, 通过控制输出电压u能够控制逆变器输出电流iC。对式 (6) 进行离散化可得:

P W M控制的周期T很小, 在此时间内电网电压变化也很小, 所以可以假定在同一个控制周期内电网电压认为e为恒值。通常, 为了使每个控制周期结束时, 滤波器输出的实际电流iCTi (i=a, b, c) 等于补偿参考电流iC*i (i=a, b, c) , 用当前时刻的实际电流iC0代替Ci (k-1) ;用C*i代替i C (k) , 参考电压ui*代替u可得:

按此算法控制逆变器输出电压, 在每个控制周期结束时, 实际电流iCT=iC*。但是, 采用此控制算法, 在一个控制周期内, 实际电流将滞后参考电流, 并且实际电流平均值不等于参考电流即iC≠iC*。

2 改进的电流跟踪控制算法

为了使在一个控制周期内, 逆变器输出电流iC的平均值等于电流参考值, 本文提出如下的改进算法。定义电流跟踪误差为:

在同一个控制周期内iC*为恒值, 由式 (9) , 式 (6) 可得:

假设有源电力滤波器的实际输出电压等于其电压参考值即:

由式 (8) 、 (10) 和 (11) 得:

由式 (12) 可得电流误差变化率为恒值。当采用普通P W M控制方式时电流误差的变化如图2所示。

图中0E为在一个控制周期开始时的误差, 并且E0=i*Ca-iCa0。由图2可得, 在一个控制周期内误差的平均值不为零, 即iC*=iC。为了使误差在一个周期内为零, 此文对式 (8) 提出了改进算法。

把式 (13) 带入式 (10) 得:

由式 (14) 可得, 在此控制方法下误差变化率也为恒值, 且误差变化率为普通控制算法的2倍。在相同的初始误差0E下, 误差E0在一个控制周期内的变化如图3所示。

由图3所示, 经简单计算可得, 在一个控制周期内误差E0的平均值为零, 即iC*=iC。采用改进控制算法能够更好的跟踪参考电流。

3 仿真结果

利用Matlab中的Power System Blockset工具针对两种控制算法进行仿真。仿真中电网电压幅值为100V、频率50Hz;谐波源为三相全控整流桥, 滤波电感为1mH、电容4μF;逆变器直流侧电压为300V、电容为1000μF、缓冲电感2 m H;采用S V P W M调制, 频率为6kHz。仿真结果如图4～图6所示。

仿真表明, 本文提出的基于改进电流跟踪算法能够更加有效的跟踪参考电流, 消除谐波电流。

4 结语

此文提出在不增加系统复杂性的基础上改进A P F的滤波效果的S V P W M改进控制算法。通过理论分析和仿真都验证了该改进算法的正确性及可行性。

摘要：为了提高有源电力滤波器的电流跟踪性能, 本文提出了一种电流跟踪控制的改进算法。该利用该算法控制逆变器输出电压, 使电流误差在一个PWM周期内的平均值为零, 从而更有效的跟踪电流。与一般电流跟踪方法相比, 该方法能够更加有效的跟踪电流, 从而更加有效的减少谐波含量。

关键词：电流跟踪,有源滤波器,单周电流误差

参考文献

[1] 苏昊, 王志和.闭环思想与空问矢量法在电力有源滤波器中的应用[J].东北电力技术, 2004, 25 (8) :13～15.

[2] 黄小军, 齐曙光, 黄济青.一种外接式功率因数校正方案的研究及实现[J].北京邮电大学学报, 2007, 30 (4) :139～143.

[3] 蒋祖立, 陈冲, 许思猛.空间矢量PWM在有源电力滤波器中的应用[J].电气应用, 2007, 26 (10) :55～57.

[4] 谭甜源, 姜齐荣, 季建辉, 等.并联型有源电力滤波器的安全保护系统设计[J].电力系统自动化, 2007, 31 (12) :81～85.