[發明專利]一種基于自抗擾觀測器的DC-DC變換電路控制方法

在審

• 申請號: 202011312135.3
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112491275A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 楊沛豪;孫鋼虎;兀鵬越;柴琦;王小輝;寇水潮;高峰;姜寧;郭新宇;孫夢瑤;李志鵬;趙俊博;薛磊;賀婷;張立松;潘海波;王文強
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種基于自抗擾觀測器的DC?DC變換電路控制方法，包括：定義高頻電源DC?DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感、橋臂側電容動態特性表達式；得到高頻電源DC?DC電路中全橋逆變電路狀態方程；得到高頻電源DC?DC電路中全橋逆變電路狀態離散方程；構建含有：微分信號跟蹤模塊、狀態觀測器模塊、非線性反饋控制模塊的自抗擾觀測器；將自抗擾觀測器加入到高頻DC?DC變換電路電流控制系統中，起到提高高頻DC?DC電路穩定性和抑制直流母線電壓波動的作用。本發明可以解決工作在Buck模式下的DC?DC變換電路充電總電流紋波較大、直流母線電壓易受波動和沖擊的問題。

技術領域

本發明涉及一種基于自抗擾觀測器的DC-DC變換電路控制方法，該方法在DC-DC變換電路控制系統中引入自抗擾觀測器，起到降低低充電總電流紋波，抑制直流母線電壓波動的作用。

背景技術

高頻電源作為一種DC-DC電源設備，向著數字化、集成化、大功率化不斷發展。隨著電子技術的發展，采用PLC、DSP等高性能控制芯片為核心的控制系統成為當今主流，對這些控制芯片數字化程度高、集成度高、運行速度快、成本低廉，為高頻電源高效工作提供了有力保證。在控制系統方面，利用PI控制、自適應控制、滑?？刂频壤碚摌嫿ǖ能浖刂葡到y是實現高頻電源的高效控制，保證電源正常運行提高電源工作性能的有力保障，但不同控制算法由各自有優缺點，限制了上述控制算法的推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于自抗擾觀測器的DC-DC變換電路控制方法，解決因為DC-DC電源供電非線性、間歇性，導致工作在Buck模式下的DC-DC變換電路充電總電流紋波較大、直流母線電壓易受波動和沖擊的問題，對電流觀測器進行改進，設計一種自抗擾觀測器，并應用到兩相并聯DC-DC變換電路移相均流控制策略中，對系統存在的擾動進行估算并將誤差電壓反饋至輸入側抵消外部擾動帶來的影響。

本發明采取如下技術方案來實現的：

一種基于自抗擾觀測器的DC-DC變換電路控制方法，包括以下步驟：

1)定義高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感、橋臂側電容動態特性表達式；

2)根據步驟1)高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感、橋臂側電容動態特性表達式得到高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路狀態方程；

3)將步驟2)高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路狀態方程進行離散化處理，得到高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路狀態離散方程；

4)根據步驟3)高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路狀態離散方程，構建含有：微分信號跟蹤模塊、狀態觀測器模塊、非線性反饋控制模塊的自抗擾觀測器；

5)將步驟4)得到的自抗擾觀測器加入到高頻DC-DC變換電路電流控制系統中，起到提高高頻DC-DC電路穩定性和抑制直流母線電壓波動的作用。

本發明進一步的改進在于，步驟1)的具體實現方法為：以高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路A相為例，定義高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感特性表達式：

其中：u_n為逆變電路輸出端A到中性點N的電壓值；L_f為濾波電感；i_f為橋臂側電感電流；R為電感寄生電阻；u_c為橋臂側電容電壓；

橋臂側電容動態特性表達式：

其中：C_f為濾波電容；i₀為流過負載電阻R₀的電流。

本發明進一步的改進在于，步驟2)的具體實現方法為：根據步驟1)高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感、橋臂側電容動態特性表達式得到高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路狀態方程：