[發(fā)明專利]Buck變換器滑模控制系統(tǒng)未建模動(dòng)態(tài)誘發(fā)諧波分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811150423.6
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN109462329A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫蘭昕;英釗;王艷敏;買永鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/156
• 分類號(hào): H02M3/156
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于Buck變換器滑?？刂葡到y(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Buck變換器滑?？刂葡到y(tǒng)未建模動(dòng)態(tài)誘發(fā)諧波分析方法。具體包括：(1)傳感器未建模動(dòng)態(tài)的Buck變換器滑模控制系統(tǒng)建模；(2)Buck變換器滑?？刂疲?3)基于描述函數(shù)法的Buck變換器輸出電壓諧波的幅頻特性分析；本發(fā)明針對(duì)Buck變換器滑?？刂葡到y(tǒng)，提出一種新型的基于描述函數(shù)法的輸出電壓諧波幅頻特性量化分析方法，提出了新的滑?？刂破鞯那袚Q非線性與傳感器的未建模動(dòng)態(tài)共同存在下諧波誘發(fā)機(jī)理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于Buck變換器滑模控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Buck變換器滑?？刂葡到y(tǒng)未建模動(dòng)態(tài)誘發(fā)諧波分析方法。

背景技術(shù)

在Buck變換器滑?？刂葡到y(tǒng)中，滑模控制器的切換非線性與傳感器的未建模動(dòng)態(tài)共同存在，且相互影響，都會(huì)導(dǎo)致Buck變換器輸出電壓諧波增加，但目前未有兩者耦合作用下的諧波誘發(fā)機(jī)理研究。

在Buck變換器滑?？刂葡到y(tǒng)中，一方面從數(shù)學(xué)機(jī)理上，滑?？刂破鞯那袚Q控制與其控制律中包含的非線性函數(shù)sgn(.)有關(guān)，必然會(huì)導(dǎo)致Buck變換器輸出電壓諧波產(chǎn)生，難以滿足實(shí)際系統(tǒng)對(duì)輸出電壓品質(zhì)的要求；另一方面?zhèn)鞲衅魑唇?dòng)態(tài)又反過來加重滑?？刂葡到y(tǒng)的諧波程度，使得其影響同樣不可忽略。然而，現(xiàn)有研究多僅從一方面進(jìn)行機(jī)理研究，兩者耦合作用下的Buck變換器諧波誘發(fā)機(jī)理研究未有報(bào)道。

Buck變換器滑模控制系統(tǒng)具有時(shí)變非線性特性，難以直接應(yīng)用描述函數(shù)法進(jìn)行諧波幅頻特性量化分析。

目前，應(yīng)用描述函數(shù)法對(duì)滑?？刂葡到y(tǒng)諧波問題的研究多局限于線性時(shí)不變系統(tǒng)；從數(shù)學(xué)機(jī)理研究方面，多圍繞著非線性函數(shù)sgn(.)的線性化來展開。然而，Buck變換器屬于典型的非線性系統(tǒng)，其本身包含電容、電感等儲(chǔ)能元件的非線性，復(fù)雜的充放電行為也具有時(shí)變非線性的特性，這使得描述函數(shù)法無法得到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種Buck變換器滑?？刂葡到y(tǒng)未建模動(dòng)態(tài)誘發(fā)諧波分析方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

(1)傳感器未建模動(dòng)態(tài)的Buck變換器滑模控制系統(tǒng)建模；

在Buck變換器的電路構(gòu)成中E為直流輸入電壓源，D為續(xù)流二級(jí)管，R為負(fù)載電阻，L和C分別為電感和電容，v_c為輸出電壓瞬時(shí)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(guān)管，其通斷狀態(tài)由滑模切換控制u輸出的“0”和“1”脈沖決定，對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)的狀態(tài)空間形式為

其中，x＝[x₁,x₂]^T，矩陣A、B和f分別為

取時(shí)間常數(shù)ψ為攝動(dòng)參數(shù)，傳感器模型為：

其中，K∈R^2×2，L∈R^2×2；

x^*＝Hz；