[發明專利]一種功率變換器的復合非奇異終端滑模控制方法

有效

• 申請號: 201710187047.7
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106877658B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 馬莉;倪媛媛;丁世宏;劉陸
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種功率變換器的復合非奇異終端滑模控制方法，其特征在于：基于降壓變換器的平均狀態模型，利用非奇異終端滑模與擾動觀測技術結合的控制技術，設計降壓變換器的控制器，采用定頻PWM方式，通過改變開關器件的占空比來控制其導通或關斷，進而實現降壓變換器的目標電壓輸出，包括以下步驟：

步驟一、降壓變換器的平均狀態模型建立；

步驟二、非奇異終端滑模控制器設計；

步驟三、基于非奇異終端滑模和擾動觀測的復合控制設計；

步驟一中的降壓變換器的狀態空間平均模型為：

其中，i_L是電感電流，u_C是輸出電壓，V_g是直流電壓源，L是電感，R是負載，C是電容，△V_g、△L、△R、△C分別表示對應的擾動不確定因素，可將上述表達式寫為：

其中d是開關量，其值取0或1，非匹配干擾d₁(t)和匹配干擾d₂(t)的具體的表達式如下：

步驟二中，取為滑模面方程，其中e₁＝u_C-V_ref為輸出電壓實際值與參考值誤差，為e₁的微分信號，V_ref為輸出直流電壓參考值，β、p、q為控制器參數，且滿足：β>0，p，>q>01<p/q<2，p、q為正奇數；

非奇異終端滑模控制器的設計為

其中為包含了d₁(t)和d₂(t)的擾動值，K>0，為了更好地減少抖振對系統的影響，這里用設計的飽和函數sat(s)替代符號函數sign(s)，并定義飽和函數如下：

其中ε為邊界層，0<α<1，這里用邊界層代替滑模結構；

步驟三中的擾動觀測器設計為：

且加入擾動補償的復合控制器為：

u為非奇異終端滑模控制器函數，P為非線性擾動觀測器內部的一個狀態，L′為觀測器參數,為前饋，U為系統輸入。

2.根據權利要求1所述的一種功率變換器的復合非奇異終端滑模控制方法，其特征在于：利用非線性擾動觀測器，對擾動進行補償，并與狀態反饋形成反饋+前饋的復合控制方案，使得控制器具有更好的抗擾動性,控制器形如(c)，由兩部分組成，一部分為狀態反饋一部分為前饋

3.根據權利要求1所述的一種功率變換器的復合非奇異終端滑模控制方法，其特征在于：控制對象不僅僅局限于Buck變換器，也包括升壓、升降壓的功率變換器。