ＴＳＭＣ控制系统中ＡＤＲＣ参数的自适应优化

2012年04月10日11:25:15 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

邓文浪，杨　钰，文天祥，周立明
湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭

摘　　　要：为了提高双级矩阵变换器（ＴＳＭＣ）在电网电压突变和负载扰动时的抗干扰能力，将自抗扰控制技术应用于ＴＳＭＣ的闭环控制，针对自抗扰控制器（ＡＤＲＣ）参数多，整定困难的特点，在ＡＤＲＣ的参数整定过程中应用了自适应遗传算法（ＡＧＡ）。该算法能够随适应度函数值动态地调整交叉和变异概率，同时为了克服标准遗传算法优化过程中收敛速度慢、稳定性差等问题，对选择算子和交叉算子做了一些改进，从而能方便地找出符合设计要求的一组参数，有效地缩短ＡＤＲＣ的参数调整时间，提高遗传算法的精度。用优化的ＡＤＲＣ对ＴＳＭＣ的输出电压进行闭环控制，仿真结果表明改进的控制器可在一定程度上兼顾ＴＳＭＣ的动态和静态性能。

关　键　词：双级矩阵变换器；自抗扰控制器；自适应遗传算法；参数整定

１　引　言
双级矩阵变换器（ＴＳＭＣ）没有中间储能环节，实际应用时，其输出电压通常会直接受到各种扰动的影响［１］。自抗扰控制器（ＡＤＲＣ）不依赖于被控对象的精确模型，通过自动检测并补偿控制对象的内外扰，使得系统对外扰和不确定因素均有很好的适应能力。用ＡＤＲＣ对ＴＳＭＣ进行闭环控制是抑制各种扰动的有效方法［２３］ＡＤＲＣ需要整定的参数较多，若采用试凑法对其参数进行整定，则整定过程工作量大，耗时长。遗传算法（ＧＡ）作为一种有效的全局随机优化方法，在参数寻优方面具有快速、高效的特点。文献［４］将ＧＡ用于解决ＡＤＲＣ的参数整定问题。文献［５］运用自适应遗传算法（ＡＧＡ）对连续搅拌反应釜系统及平面两连杆机械手中涉及的一阶ＡＤＲＣ的参数进行了优化，使得被控系统的性能有了一定的改善。但文中仅对交叉和变异概率进行了改进，对选择，交叉和变异算子则未涉及，并且待调参数也随着控制对象而变化。本文在文献［６］的基础之上，以ＴＳＭＣ为控制对象，将自适应的交叉、变异概率与较优个体保留策略和均匀交叉算子结合起来，对ＴＳＭＣ闭环控制系统中二阶ＡＤＲＣ的部分参数进行了优化，使得原本繁琐的参数整定工作变得简单易行，从而有效地缩短了ＡＤＲＣ中参数的调整时间，并且提高了系统的可靠性。仿真结果表明，该控制方法响应速度快，鲁棒性强，系统具有较好的动、静态性能和抗干扰能力。

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