[發明專利]一種直流升壓變換器的非連續二階滑模控制方法

有效

• 申請號: 202110794227.8
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113708622B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 劉富;丁世宏;劉陸
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/00;H02M1/44;H02M1/36
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所 32253
• 代理人: 徐明

1.一種直流升壓變換器的非連續二階滑模控制方法，其特征在于：

步驟一：分析直流升壓變換器的工作原理，考慮系統的擾動，建立其非線性數學模型與二階滑模動力學方程；

步驟二：根據步驟一中建立的二階滑模動力學方程，建立基于直流升壓變換器的非連續二階滑模控制器；

步驟三：根據步驟一與步驟二中建立的二階滑模動力學方程與非連續二階滑模控制器，分別為其選取合適的條件參數；

在所述步驟一中，考慮到系統擾動因素，建立的直流升壓變換器系統的非線性數學模型如下：

式中i_L是電感電流，V_c是輸出電壓，V_ref是參考電壓，C是電容，R是負載，u是系統控制輸入，u為1和0表示開關管的通和斷，S是滑動變量，其對于控制器u的相對階數為2，d(t)為系統的集總擾動；

令S₁＝S，則直流升壓變換器系統的二階滑模動力學方程為：

式中S₁為二階滑模動力學方程的滑動變量，S₂為滑動變量的一階導數，為滑動變量的二階導數，且

其中，(x₁,x₂)^T＝(i_L,V_c)^T，d₁(t)和d₂(t)分別表示輸入電壓的改變與負載變載給系統帶來的擾動，且

在所述步驟二中，建立的非連續二階滑模控制器設計如下：

其中，

式中sign為符號函數，ξ₁＞0，通過選取合適的參數ε₁和ε₂，可以使得輸出電壓對參考電壓的有限時間跟蹤。

2.根據權利要求1所述的一種直流升壓變換器的非連續二階滑模控制方法，其特征在于，在所述步驟三中，二階滑模動力學方程中非線性函數的有界條件需滿足：

且b＞0。

3.根據權利要求1所述的一種直流升壓變換器的非連續二階滑模控制方法，其特征在于，在所述步驟三中，非連續二階滑模控制器中控制參數需要滿足的條件如下：

ε₂＞ε₁，且ε₁＞0，ε₂＞0。

4.根據權利要求3所述的一種直流升壓變換器的非連續二階滑模控制方法，其特征在于，在控制器中引入σ(S₁)函數，ξ₁為邊界層厚度，能夠在滑動模態實現平滑過渡，削弱系統抖振，提高系統在邊界層內的魯棒性。

5.根據權利要求1所述的一種直流升壓變換器的非連續二階滑模控制方法，其特征在于，輸出電壓可以快速跟蹤目標電壓值，削弱非線性擾動的不利影響，使系統有限時間穩定。