4)e×ec=0, e≠0时，表明系统的曲线与理论曲线平行或一致，为使系统具有良好的稳态性能，应采取较大的kp和ki值。

　　根据以往的经验及上述参数的自整定要求，设计kp和ki的模糊控制规则表如下：

　　表1 kp模糊控制规律 E EC NB NM NS ZO PS PM PB NB PB PB PM PM PS ZO ZO NM PB PB PM PS PS ZO PS NS PM PM PM PS ZO PS PS ZO PM PM PS ZO PS PM PM PS PS PS ZO PS PS PM PM PM PS ZO PS PM PM PM PB PB ZO ZO PM PM PM PB PB 表2 ki模糊控制规律 E EC NB NM NS ZO PS PM PB NB PB PB PM PM PS PS ZO NM PB PB PS PS PS ZO PS NS PM PM PM PS ZO NS NS ZO PM PM PS ZO NS NS NM PS PS PS ZO NS NS NM NB PM PS ZO NS NS NM NM NB PB ZO ZO NM NM NM NB NB 4 仿真结果

电路的参数选取为：开关频率=20 kHz、输出电压=400 V、滤波电感、滤波电容、直流电感、输出电容。

　　为验证新颖的控制策略的正确性及传统PI双闭环控制和模糊PI双闭环控制器差异,根据控制器参数及上述电路参数，利用Simulink搭建电压外环分别采用传统PI控制和模糊PI控制、电流内环采用传统PI控制的三相SWISS整流器的仿真模型,并对仿真结果进行分析。

　　图7所示(a)，(c)为E点的电流和电压波形，由于开关管VT1、VT2是工作在高频，所以得到的中点注入电流是高频断续的，将其求平均后如图7(b)中所示，可以看出得到了所需的注入电流。这一点通过E点的电压波形(图7(c)所示)可再次得到验证。

　　(a) E点的断续注入电流

　　(b) 交流侧输入电流

　　(c) E点电压

　　图7　中点的注入电流及电压波形

　　当分别采用传统PI控制和模糊PI控制时，系统直流输出电压、电流波形如图8、9所示。为了进一步验证在负载变化时电路的稳定性，在0.05s时改变负载，使电路的功率由10kW变至8kW。

　　图8　输出电压波形

　　图9　输出电流波形

　　图10　输入电压与电流的对应关系

从图8、9可以看出，当采用传统PI控制且输出功率为10kW时，输出电压能稳定在4000.1V，其超调量为3.75%;输出电流能稳定在250.005A，其超调量为4%，调节时间均为0.01s。当采用模糊PI控制时，输出电压、电流的超调几乎为零，调整时间减小，具有更好的响应性能。从图11可以看出，输入电流近似为标准正弦波，且其相位能很好的跟随输入电压，实现单位功率因数校正，其总谐波含量THD为3.51%。

　　从图8可以看出，在负载改变时，电路整体的快恢复性能较好，且采用模糊PI控制器的系统具有更高的稳定性和鲁棒性。从图14看出，输入电流也能在很小的波动后快速恢复正弦，实现单位功率因数，对其进行FFT分析后其各次谐波占基波百分比如图11所示，其谐波含量为3.48%。

　　图11　输入电流FFT分析

　　Fig.11 Input current FFT analysis

　　5 结论

　　针对传统降压型PFC电路存在对后级开关管电压应力较大的问题，研究了一种降压型SWISS整流器PFC电路，针对三相降压型SWISS整流器控制器设计时其模型搭建不够精确，精度较低的问题，引入了模糊PI控制，实现了对SWISS整流器PFC电路的稳压控制，实现了功率因数校正和降低交流侧谐波含量。之后在传统PI双闭环控制的基础上引入了模糊PI控制，仿真结果表明，传统PI双闭环控制和模糊PI双闭环控制都能控制系统实现稳定的低纹波电压输出，并且在改变负载时具有较好的动态响应特性，但后者的静态性能和动态性能都明显优于传统PI控制，且具有更好的快速性和鲁棒性。

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