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·144· 《测控技术)2014年第33卷第7期 航空有源滤波器 自适应谐波检测仿真研究 李 岩 ，苏学军 (1．海军航空工程学院 控制工程系，山东 烟台 264001；2．海军航空工程学院 基础实验部，山东 烟台 264001) 摘要：介绍 了基 于 自适应滤波理论的谐波检测原理 ，分析 了 自适应神 经元算法用于谐波检测的可行性 ， 设计了基于自适应谐波检测的并联型航空混合有源滤波器，对滤波特性进行了仿真研究。结果表明，基 于 自适应滤波理论的谐波检测方法能够快速、精确地检测相 电流谐波含量，在相电压波形发生畸变的情 况下，也具有较好的 自适应能力、快速补偿能力和跟踪性能。 关键词 ：航 空电源；有源滤波器；谐波检测 ；自适应滤波；神经元算法 中图分类号 ：TN713 ．8 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—8829(2014)07—0144—04 Simulation of Adaptive Harmonic Detection M ethod in Air Active Filter LI Yan ，SU Xue-jun (1．Department of Control Engineer ing，Naval Aeronautical and Astronautical University，Yantai 264001，China； 2．Department of Basic Exper iment，Nava l Aeronautical and Astronautical University，Yantai 264001，China) Abstract：Firstly，the harmonic detection pr inciple based on adaptive f ilter ing theory is introduced，and the fea— sibility of adaptive neural algor ithm applied to harmonic detection is analyzed．Then a shunt active f ilter is de— signed and simulated based on adaptive har m onic detection．The simulation results show that the har m onic de— tection method based on adaptive f ilter ing theory can detect the har m onic current quickly and accurately，also has better adaptive ability，rapid compensation ability and tracking perfor m ance． Key words：air power；active f ilter；har m onic detection；adaptive f ilter ing；neurons algor ithm 随着现代战机综合作战性能的不断提高 ，对航空 电源供电质量的要求也越来越高 ，而越来越 多的电力 电子装置和电子设备装备 飞机 ，加剧 了航空电源系统 的谐波污染，恶化了机载精密仪器的工作环境，制约了 战机综合性能的提高。装设有源滤波器是消除和抑制 谐波的有效方法，有源滤波器可对频率和幅值不断变 化的非线性负载进行动态补偿 ，响应速度快 ，补偿功能 全 面 一 。 谐波检测 的准确性 是有源滤波器可靠运行 的前 提 。基于瞬时无功功率理论的谐波检测是 目前应用最 广泛的谐波检测方法 ，包括 p．g法、 。一 。法 以及 d-g法 等，但均存在局限性，如只适用于对称三相四线制和不 对称三相三线制，电压波形发生畸变的情况下p-q法 检测误差大等。基于 自适应对消原理的谐波检测方 法，将基波频率作为参考信号，利用陷波效用，使输出 信号只含有除参考信号外 的谐波和无功分量 ，以此作 收稿 日期 ：2014—02—27 作者简介：李岩(1967一)，女，山东淄博人，硕士，副教授，主要 研 究方 向为 电力 电子与电力传 动、航 空电源与控制。 为有源滤波器的控制信号 ，在电压波形畸变情况下也 具有较好 的自适应能力 、快速补偿能力和跟踪性能 ，而 且硬件电路简单 ，易于调整。本文采用数字仿真 的方 法 ，设计 了基于 自适应谐波检测 的并联型航空混合有 源滤波器 ，使 PHD低 于 6％ ，达 到了 GJB 181A一2003 的标准要求 。 1 有源滤波器工作原理 图 1为并联混合型有源滤波器示意图。谐波主要 由 LC滤波器补偿 ，而有源滤波器起拾遗补缺作用 ，故 补偿 电流小 ，滤波器容量小 ，同时还能改善 Lc滤波器 的滤波特性 ，克服其受电网阻抗 的影响 、易与电网阻抗 发生谐振的缺点。图 1中，e 表示交流电源 ，谐波源是 非线性负载 ，产生谐波和无功功率。有源滤波器 由指 令电流运算电路和补偿电流发生电路组成，其中指令 电流运算 电路的核心是检测出补偿对象中的谐波和无 功电流分量 ；补偿电流发生电路包括 电流跟踪控制 电 路 、驱动 电路和主电路 ，其作用是根据指令电流运算电 路得出的补偿电流指令信号，产生所需的补偿电流。 因此，有源滤波器的核心问题是谐波 的检测和补偿 J。