[發(fā)明專利]一種兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器效率優(yōu)化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111661765.6
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114362519B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 尹泉;繆佶桂;劉洋
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M3/158;H02M1/32
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 徐美琳

1.一種兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器效率優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.分別采集兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器的兩相在不同工況下的效率數(shù)據(jù)；

S2.訓練兩相在不同工況下的效率數(shù)據(jù)，得到兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器的兩相在任意工況下的效率預測模型；

S3.根據(jù)所述效率預測模型擬合任意工況下兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器的兩相的效率特性曲線；

S4.基于所述效率特性曲線確定兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器整體效率最優(yōu)問題，將其轉化為電流分配最優(yōu)問題；

S5.將電流分配最優(yōu)問題抽象化，使用Q-learning強化學習策略尋找最優(yōu)電流分配方案。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1包括如下步驟：

S11.設置兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器的工況參數(shù)，包括開關頻率、輸入電壓范圍、輸出電壓范圍以及輸出電流范圍；

S12.在設定的工況下，給定不同輸入電壓和輸出電壓，改變負載電阻，讓變換器的每一相單獨運行，計算變換器的每一相在不同輸出電流下的效率。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2包括如下步驟：

S21.將不同工況下的效率數(shù)據(jù)按預設比例隨機劃分為訓練集和測試集；

S22.利用SVR算法訓練變換器每一相的效率預測模型，并進行10折交叉驗證；

S23.計算建立的效率預測模型的預測精度，評估效率預測模型的合理性和準確性。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3包括如下步驟：

S31.將兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器的每一相效率η_i表示為輸出電流I_oi的函數(shù)：

η_i＝f(I_oi),i＝1,2

S32.給定一組變換器運行工況，根據(jù)效率預測模型，預測該工況下每一相的效率隨輸出電流的變化情況，再通過多項式擬合的方式得到每一相效率與輸出電流關系的精確表達式，即效率特性曲線。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述S4包括如下步驟：

S41.推導兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器的整體效率，將其表示為每一相效率的關系式：

其中，I_oi為第i相輸出電流，η_i(I_oi)為第i相效率，I_load為總負載電流，為兩相輸出電流之和；

S42.將S3中所得各相的效率特性曲線替換S41中的單相效率，系統(tǒng)整體效率僅由各相的輸出電流表示；

S43.根據(jù)各相的輸出電流及總負載電流的范圍限制確定電流負荷分配問題的約束條件，將整體效率最大化轉化為電流分配最優(yōu)問題：

其中，I_oimin和I_oimax分別為第i相輸出電流的最小值和最大值，I_loadmin和I_loadmax分別為負載電流最小值和最大值。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S5包括如下步驟：

S51.設置Q-learning強化學習策略的狀態(tài)空間λ_i：λ_i＝I_oi/I_load，λ_i的取值范圍滿足：

其中，θ為狀態(tài)空間的量化值，[·]為取整操作；

設置Q-learning強化學習策略的動作空間A：其中，

設置Q-learning強化學習策略的目標函數(shù)為其中為懲罰項，為的期望值，r為懲罰因子；

設置Q-learning強化學習策略的獎賞函數(shù)r(s,a)：

其中，ψ_min為目標函數(shù)在歷史時刻的最小值；

S52.仿真Q-learning強化學習策略，運行ε-greedy貪婪策略，不斷探索，直至找到最優(yōu)電流分配方案。

7.一種兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器效率優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括：計算機可讀存儲介質(zhì)和處理器；

所述計算機可讀存儲介質(zhì)用于存儲可執(zhí)行指令；

所述處理器用于讀取所述計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲的可執(zhí)行指令，執(zhí)行權利要求1至6任一項所述的兩相交錯并聯(lián)DC-DC變換器效率優(yōu)化方法。