В состав мостового однобалочного крана, грузоподъемностью 8 т, входят частотно управляемые приводы подъема, передвижения крана и передвижения тали. Основной особенностью мостовых кранов, является разновременность работы приводов подъема крана, перемещения крана и перемещения тали. В связи с этим, тахограмма движения, представляется сложной конфигурацией, в которой преобладают участки неравномерного движения. Преобладание нестационарных режимов работы способствует увеличению уровня гармоник генерируемых в сеть частотными электроприводами [1].
Использование активного фильтра гармоник очень эффективно для компенсации несинусоидальных токов, сгенерированных частотным электроприводом. С другой стороны, компенсация сильно искаженных токов дает худшие результаты. Фактически очень сложно создать систему управления, способную отследить токовые всплески, которые могут в несколько раз превышать действующее значение тока, в условиях ограниченной частоты переключения вентилей преобразователя частоты. К этому следует добавить наличие двух других нелинейных потребителей в узле нагрузки (рис. 1).
Используя нечеткие множества, становится возможным спроектировать системы управления активным фильтром с регулируемым управляющим воздействием для различных режимов работы. Система управления, построенная на базе нечетких множеств, может отследить ток искажения независимо от того, является ли он плавно изменяющимся или содержит большие всплески.
Активный фильтр гармоник (АФГ) реализован на базе инвертора напряжения управляемого токами с использованием широтноимпульсной модуляции (ШИМ). Ядро активного фильтра - это блок системы управления, которое выделяет форму сигнала тока искажения, соответствующую содержанию гармоник в линейном токе и управляет инвертором, генерируя ток фильтра, который точно воспроизводить ток искажения (рис. 2). Таким образом, активный фильтр состоит из двух основных блоков: генерирование тока фильтра и отслеживание тока искажения [2].
Ток искажения представляет собой разность между током нагрузки и током первой гармоники. В стандартной системе управления амплитуда первой гармоники вычисляется в результате разложения в ряд Фурье тока нагрузки, а ее фаза выбирается в зависимости от формы кривой мгновенного фазного напряжения с целью получения требуемого коэффициента мощности. В системах управления на базе нечеткого вывода ток искажения определяется при помощи нечеткого контроля тока. В качестве входных переменных принимаются отклонения по токам, для всех нелинейных потребителей системы (частотно регулируемых электроприводах подъема крана, перемещения крана и перемещения тали).