[發(fā)明專利]一種具有避免系統(tǒng)震蕩的DC-DC電源控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011315277.5
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN112421965B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊沛豪;柴琦;王小輝;寇水潮;高峰;黃鵬;王羚宇;賀婷;孫夢瑤;張立松;趙俊博
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H02M1/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發(fā)明公開了一種具有避免系統(tǒng)震蕩的DC?DC電源控制方法，包括：建立包括：比例環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)的高頻DC?DC電源PID控制系統(tǒng)；當(dāng)被控系統(tǒng)的實(shí)際輸出與參考指令的偏差小時(shí)，取消頻DC?DC電源PID控制系統(tǒng)的PID算法的積分作用，設(shè)定高頻DC?DC電源控制采用PID控制和PD控制的條件，得到高頻DC?DC電源積分分離PID控制系統(tǒng)；在高頻DC?DC電源積分分離PID控制系統(tǒng)中引入死區(qū)；將得到的帶有死區(qū)的積分分離PID控制算法應(yīng)用于高頻DC?DC電源控制系統(tǒng)中，起到避免系統(tǒng)震蕩的作用。本發(fā)明采用積分分離的改進(jìn)型PID控制算法，避免系統(tǒng)震蕩的高頻DC?DC電源控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有避免系統(tǒng)震蕩的DC-DC電源控制方法，具體涉及一種采用積分分離的改進(jìn)型PID控制算法，避免系統(tǒng)震蕩的高頻DC-DC電源控制方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)PID控制對于時(shí)變和非線性系統(tǒng)具有較好的控制效果，尤其適用于高頻電源控制系統(tǒng)。結(jié)合了模糊控制思想的PID控制，即模糊PID控制，雖然可以利用模糊邏輯對PID參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)整定，使PID參數(shù)可以根據(jù)誤差和誤差變化率做出相應(yīng)的調(diào)整，以適應(yīng)系統(tǒng)對于控制參數(shù)的不同要求，然而該方法雖然在理論方面有較好的控制效果，但在實(shí)際中由于被控對象模型并不確定，從而使自整定后的參數(shù)不能滿足實(shí)際需求，因此，很少在實(shí)際系統(tǒng)中采用。

傳統(tǒng)PID控制器中采用積分環(huán)節(jié)的目的可以消除一個(gè)控制周期內(nèi)的靜態(tài)誤差，從而提高控制精度。然而，系統(tǒng)在開始階段，被控對象的預(yù)設(shè)值和實(shí)際輸出存在較大偏差，此時(shí)，積分環(huán)節(jié)會(huì)導(dǎo)致PID控制器的積分作用累加，使得被控量超出被控對象的誤差允許范圍，引起較大超調(diào)，造成系統(tǒng)震蕩，最終引發(fā)系統(tǒng)不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有避免系統(tǒng)震蕩的DC-DC電源控制方法，該方法采用積分分離的改進(jìn)型PID控制算法，避免系統(tǒng)震蕩的高頻DC-DC電源控制。在積分分離的改進(jìn)型PID控制器中引入死區(qū)，增加被控對象的壽命。

本發(fā)明采取如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種具有避免系統(tǒng)震蕩的DC-DC電源控制方法，包括以下步驟：

1)建立包括：比例環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)的高頻DC-DC電源PID控制系統(tǒng)；

2)當(dāng)被控系統(tǒng)的實(shí)際輸出與參考指令的偏差大時(shí)，取消步驟1)高頻DC-DC電源PID控制系統(tǒng)的PID算法的積分作用，設(shè)定高頻DC-DC電源控制采用PID控制和PD控制的條件，得到高頻DC-DC電源積分分離PID控制系統(tǒng)；

3)為了增加被控對象的壽命，要求PID控制器在設(shè)定范圍內(nèi)的輸出保持不變，在步驟2)高頻DC-DC電源積分分離PID控制系統(tǒng)中引入死區(qū)；

4)將步驟3)得到的帶有死區(qū)的積分分離PID控制算法應(yīng)用于高頻DC-DC電源控制系統(tǒng)中，起到避免系統(tǒng)震蕩的作用。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟1)的具體實(shí)現(xiàn)方法為：PID控制策略包括PID控制器和被控對象兩部分，被控對象的實(shí)際輸出與參考指令的偏差作為PID控制的輸入，PID控制根據(jù)控制算法得到相應(yīng)的控制率u(t)為：其中：K_P為比例系數(shù)；T_I為積分時(shí)間常數(shù)；T_D為微分時(shí)間常數(shù)；將控制率u(t)寫成差分方程形式：其中：T為采樣周期、k為采樣序號(hào)、e(k-1)和e(k)分別為第(k-1)次和k次采樣所得的偏差信號(hào)，則第(k-1)次，輸出表示為：得出增量式PID算法方程為：Δu(k)＝K_PΔe(k)+K_Ie(k)+K_D[Δe(k)-Δe(k-1)]；其中：K_I＝K_PT/T_I、K_D＝K_PT_D/T、Δe(k)＝e(k)-e(k-1)。