[發明專利]Buck變換器滑?？刂葡到y未建模動態誘發諧波分析方法

在審

• 申請號: 201811150423.6
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109462329A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 孫蘭昕;英釗;王艷敏;買永鋒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.Buck變換器滑?？刂葡到y未建模動態誘發諧波分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)傳感器未建模動態的Buck變換器滑模控制系統建模；

在Buck變換器的電路構成中E為直流輸入電壓源，D為續流二級管，R為負載電阻，L和C分別為電感和電容，v_c為輸出電壓瞬時值，i_L和i_c分別為流過電感和電容的電流；S_w為功率開關管，其通斷狀態由滑模切換控制u輸出的“0”和“1”脈沖決定，對應的電路特性分別描述為：

Buck變換器表示為：

變量x₁和x₂為：

V_ref為輸出電壓給定值

對應的狀態空間形式為

其中，x＝[x₁,x₂]^T，矩陣A、B和f分別為

取時間常數ψ為攝動參數，傳感器模型為：

其中，K∈R^2×2，L∈R^2×2；

x^*＝Hz；

其中，z＝[z₁,z₂]^T，H∈R^2×2為傳感器的線性度；

(2)Buck變換器滑模控制

滑?？刂破靼ɑＣ婧颓袚Q控制律，滑模面σ為x₁和x₂的線性組合，

σ＝λx₁+x₂＝βx；

其中，β＝[λ,1]，設計參數λ>0；

Buck變換器電路的通斷狀態由切換控制律u決定；

滑模面σ∈R¹，其維數與Buck變換器控制律u一致；

通過滯環調制方式來實現開關管的有限頻率通斷；

滿足滑模到達條件

當u＝1，σ<0時，則需要滿足即

當u＝0，σ>0時，則需要滿足即

λ值決定滑動模態不同存在區域；

(3)基于描述函數法的Buck變換器輸出電壓諧波的幅頻特性分析

對滑模切換非線性sgn(.)線性化，以實現對Buck變換器輸出電壓諧波的量化分析；

當傳感器穩定輸出時，在未建模動態快時間尺度Δt內，線性霍爾傳感器“凍結”為理想傳感器，z＝x*，即有

-HK^-1L＝I；

實際系統滑模面σ*為

σ^*＝βx^*；

定義變量N∈R^2×1為

N＝Ax+f；

Buck變換器系統變換為

設z(0)＝[z₁(0),z₂(0)]^T，x(0)＝[x₁(0),x₂(0)]^T為系統初值；進行Laplace變換

將其轉換成一個調和函數加上一個常數的表示形式

σ^*＝α+βsinωt；

α，β和ω均為常數，且有α<β；

代入切換控制律u，則其傅里葉級數展開前兩項為

Buck變換器的行為描述為

求出滑模變量σ相對于控制量u一次諧波的相位為

得到

ω^*＝ψω，關于ω^*總有解，則其解表示為

建立了Buck變換器輸出電壓x諧波幅值和頻率與未建模動態時間常數ψ的影響關系并進行調節分析。