[發(fā)明專利]用于交錯并聯(lián)型雙向DC/DC變換器的模糊自整定PID控制算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110381265.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113014098B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟凡剛;沈陽;高蕾;宮大東;張偉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）;威海天力電源科技有限公司;威海天凡電源科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 張常勝

1.一種用于交錯并聯(lián)型雙向DC/DC變換器的模糊自整定PID控制算法，其特征在于，包括：

步驟1，建立交錯并聯(lián)型雙向DC/DC變換器小信號模型；

步驟2，根據(jù)小信號模型等效電路求出傳遞函數(shù)G_id(s)、G_vd(s)和G_vi(s)；

步驟3，建立控制系統(tǒng)框圖；

步驟4，以剪切頻率和轉(zhuǎn)折頻率最優(yōu)為原則設(shè)計電流環(huán)和電壓環(huán)的PI參數(shù)；

步驟5，選擇模糊控制器的輸入變量，確立模糊化方法；

步驟6，設(shè)計電壓模糊PI控制器和電流模糊PI控制器的模糊控制規(guī)則；

步驟7，確立反模糊化方法和模糊控制器輸出后的工作過程；

步驟8，確定模糊控制器的量化因子和比例因子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于交錯并聯(lián)型雙向DC/DC變換器的模糊自整定PID控制算法，其特征在于，步驟1具體為：

(1)當(dāng)雙向DC/DC變換器工作在交錯并聯(lián)Boost狀態(tài)時，根據(jù)DC/DC變換器小信號建模方法求得電感電壓和電容電流的狀態(tài)空間平均方程為：

其中，V₂為輸出側(cè)端電壓，R_ESR為輸出側(cè)等效負(fù)載，L₁、L₂為儲能電感，C₁、C₂為濾波電容，d₁(t)為第一路Boost電路占空比，d₁’(t)為第一路Boost電路的互補(bǔ)占空比且d₁’(t)＝1-d₁(t)，為第一路Boost電路占空比擾動量，D₁為第一路Boost電路穩(wěn)態(tài)占空比，D₁’為第一路Boost電路互補(bǔ)占空比的穩(wěn)態(tài)值，d₂(t)為第二路Boost電路占空比，d₂’(t)為第二路Boost電路的互補(bǔ)占空比且d₂’(t)＝1-d₂(t)，為第二路Boost電路占空比擾動量，D₂為第二路Boost電路穩(wěn)態(tài)占空比，D₂’為第二路Boost電路互補(bǔ)占空比的穩(wěn)態(tài)值，I_L1為第一路Boost電路電感電流穩(wěn)態(tài)值，為第一路Boost電路電感電流擾動量，I_L2為第二路Boost電路電感電流穩(wěn)態(tài)值，為第二路Boost電路電感電流擾動量，為輸入電壓擾動量，為輸出電壓擾動量；

由于本電路結(jié)構(gòu)采用兩相交錯并聯(lián)，因此兩相元件參數(shù)完全相同，兩相電感電流平均值也完全相同，其中I_L為輸入電流平均值；假設(shè)輸出電流平均值為I_o，則根據(jù)基本Boost電路關(guān)系有：

式中，V₂₀為輸出側(cè)電源電壓，D為電路穩(wěn)態(tài)占空比，且D₁＝D₂＝D；

(2)當(dāng)雙向DC/DC變換器工作在交錯并聯(lián)Buck狀態(tài)時，根據(jù)DC/DC變換器小信號建模方法可以求得電感電壓和電容電流的狀態(tài)空間平均方程為：