[發(fā)明專利]一種機(jī)載電源多路恒壓輸出的控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611110002.1
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106655441A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃詩平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市科恩電腦有限公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種機(jī)載電源多路恒壓輸出的控制方法，其特征在于，DC/DC多路分壓變換模塊向多路負(fù)載提供穩(wěn)定的電壓，所述DC/DC多路分壓變換模塊從AC/DC模塊和/或儲(chǔ)能模塊獲取電能。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，DC/DC多路分壓變換模塊具有多個(gè)二階電子變換器，每個(gè)二階變換器均至少向一路機(jī)載負(fù)載進(jìn)行供電。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，建立電力電子變換器的切換控制器的控制模型，簡稱為切換系統(tǒng)模型，根據(jù)所述切換系統(tǒng)模型對二階電力電子變換器進(jìn)行控制，以輸出恒定且滿足負(fù)載需求的電壓。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，輸出恒定且滿足負(fù)載需求的電壓具體控制方式如下：

設(shè)模型為二階，則二階變換器的切換系統(tǒng)模型如下：

$\stackrel{\·}{x}=A_{i}x+b_i,i=1,2...m,---\left(1\right)$

其中的是系統(tǒng)的狀態(tài)變量，是常數(shù)矩陣，對于二階系統(tǒng)來說n_x＝2，m是切換系統(tǒng)子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)；一般而言，x＝[x₁ x₂]^T，x₁為電感電流，x₂為輸出電壓，上標(biāo)T表示向量轉(zhuǎn)置；

設(shè)系統(tǒng)狀態(tài)變量的期望值x_d為恒值，則得到誤差系統(tǒng)函數(shù)是：

$\stackrel{\·}{e}=A_{i}e+k_i,k_i=b_i+A_i{x}_d,---\left(2\right)$

e＝x(t)-x_d(t)

k_i是定義的一個(gè)常數(shù)矩陣，(X(t)與一樣)是系統(tǒng)的狀態(tài)變量，x_d(t)實(shí)際上就是前面提到的狀態(tài)變量期望值；

定義v_i(e(t))為切換子系統(tǒng)i的Lyapunov函數(shù)，表示為：

v_i(e(t))＝e(t)^TP_ie(t)+e(t)^TS_i，(3)

其中P_i為對稱陣，滿足下式：

$\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{P}_i\>0,\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{S}_i=0,---\left(4\right)$

其中α_i＞0為給定常數(shù)，M為相應(yīng)維數(shù)的對稱矩陣，S_i^T、A_i^T、k_i^T分別是S_i、A_i、k_i的轉(zhuǎn)置，先求解不等式(4)和(5)得到P_i及S_i，進(jìn)而按照式(3)計(jì)算v_i(e(t))；

選擇切換控制規(guī)律，設(shè)σ(t)是開關(guān)切換信號，σ(t):[0,∞)→{1,...m}是時(shí)間的分段常數(shù)函數(shù)，σ(t)＝i表示當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行在第i個(gè)子系統(tǒng)，針對誤差系統(tǒng)式(2)，設(shè)定如下切換控制規(guī)律：

$\mathrm{\σ}\left(t\right)=\arg \underset{i\∈\{1,\mathrm{...}m\}}{\max }\left\{v_i\left(e\right(t\left)\right)\right\},---\left(6\right)$

式(6)表示選擇Lyapunov函數(shù)最大的子系統(tǒng)作為當(dāng)前子系統(tǒng)，使得系統(tǒng)切換到這個(gè)子系統(tǒng)工作；

根據(jù)輸出誤差e₂調(diào)節(jié)電流參考值x_d1，在理想狀態(tài)下，電流參考值為x_d1＝I_L0；當(dāng)存在參數(shù)不確定或輸入電壓與負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，調(diào)節(jié)電流參考值為：

x_d1＝(1+β)I_L0＝u_cpI_L0(7)

其中β＝(k_p·e₂+kI∫e₂dt)/xd₂，k_p是PI補(bǔ)償器的比例系數(shù)，k_I是PI補(bǔ)償器的積分系數(shù)，e₂＝x₂-x_d2，x_d2為輸出電壓參考值。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述二階電子變化器包括Boost變換電路，根據(jù)電路基本規(guī)律得到Boost變換器的動(dòng)態(tài)方程為：

$\stackrel{\·}{x}=A_{i}x+b_{i}U,---\left(8\right)$

其中x＝[x₁ x₂]^T＝[i_L v_C]^T，i_L為電感電流值，v_C為輸出電壓值，A_i、b_i分別為系統(tǒng)矩陣和輸入矩陣，當(dāng)設(shè)置子系統(tǒng)個(gè)數(shù)m＝3時(shí)，則n_x＝2，i＝1,2,3，U＝E，E為輸入直流電源電壓值，則有以下三個(gè)模式：

模式1：Boost變換電路開關(guān)S閉合，此時(shí)系統(tǒng)矩陣和輸入矩陣分別為：

$A_1=\left[\begin{array}{cc}-\frac{r_L+r_S}{L}& 0\\ 0& -\frac{1}{(R+r_C)C}\end{array}\right],b_1=\left[\begin{array}{c}\frac{1}{L}\\ 0\end{array}\right],---\left(9\right)$

模式2：Boost變換電路開關(guān)S斷開，同時(shí)電感電流i_L大于0，此時(shí)系統(tǒng)矩陣和輸入矩陣分別為：

$A_2=\left[\begin{array}{cc}-\frac{1}{L}(r_L+r_d+\frac{{\mathrm{Rr}}_c}{R+r_c})& -\frac{R}{L(R+r_c)}\\ \frac{R}{(R+r_C)C}& -\frac{1}{(R+r_C)C}\end{array}\right],b_2=\left[\begin{array}{c}\frac{1}{L}\\ 0\end{array}\right],---\left(10\right)$

模式3：Boost變換電路開關(guān)S斷開，同時(shí)電感電流i_L等于0，此時(shí)系統(tǒng)矩陣和輸入矩陣分別為：

$A_3=\left[\begin{array}{cc}0& 0\\ 0& -\frac{1}{(R+r_C)C}\end{array}\right],b_3=\left[\begin{array}{c}0\\ 0\end{array}\right],---\left(11\right).$