چکيده— این مقاله، یک استراتژی کنترل جدید مبتنی بر نظریه پایداری لیاپانف را برای فیلتر های توان اکتیو شنت تکفاز، پیشنهاد می نماید. ایده این استراتژی عبارت است از ایجاد یک تابع لیاپانف شبه انرژی، بر حسب وضعیت های فیلتر توان اکتیو و در ادامه تعیین قانون کنترل، به صورتی که مشتق زمانی تابع لیاپانف را به ازای تمامی مقادیر وضعیت ها، همواره منفی می سازد. نشان داده می شود که با در نظر گرفتن هزینه ای که شامل وجود یک تابع مرجع متغیر با زمان برای ولتاژ خازن dc می باشد؛ فرآیند کنترل پایدار به صورت یکپارچه امکان پذیر است. با این حال، این روش مستلزم تخمین و یا سنجش مولفه ریپل هارمونیک در ولتاژ خازن dc می باشد. بنابراین، با چشم پوشی از این مولفه ریپل، یک فرایند کنترلی اصلاح شده، پیشنهاد می گردد. مرجع جریان فیلتر اکتیو، با کاستن جریان بار اندازه گیری شده از مرجع جریان منبع، حاصل می شود. دامنه مرجع جریان منبع را می توان از طریق استفاده از یک کنترلر تناسبی-انتگرالی (PI) که ولتاژ خازن dc را کنترل می نماید، تنظیم کرد. نتایج تجربی حاصله در خصوص عملکرد حالت دائمی و تغییرات پله در بار، جهت بررسی و تصدیق عملکرد صحیح استراتژی کنترل پیشنهادی، ارائه می شوند.
کلمات کليدي- فرآیند کنترل مبتنی بر تابع لیاپانف، فیلتر های توان اکتیو شنت (APFs)

Abstract:  This paper proposes a new control strategy for single phase shunt active power filters (APFs) based on Lyapunov’s stability theory. The idea in this strategy is to form an energy-like Lyapunov function in terms of the active filter states and then determine the control law that makes the time derivative of the Lyapunov function always negative for all values of the states. It is shown that a globally stable control is possible at the expense of a time-varying reference function for the direct current (dc) capacitor voltage. This method, however, requires the estimation or measurement of the harmonic ripple component on the dc capacitor voltage. Therefore, a modified control is proposed by ignoring this ripple component. The active filter’s current reference is obtained by subtracting the measured load current from the generated supply current reference. The amplitude of the supply current reference can be adjusted by using a proportional–integral (PI) controller that regulates the dc capacitor voltage. Experimental results that are obtained for steady-state operation and step changes in the load are presented to verify the correct operation of the proposed control strategy.
Keywords- Lyapunov-based control, shunt active power filters (APFs)