[發明專利]運用固定時間控制理論和粒子群算法的DC-DC變換器控制方法

在審

• 申請號: 202210031769.4
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114362522A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 陶發展;田小瀧;付主木;冀保峰;李夢楊;張平;張中才;范鵬宇
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/14;G06F30/20;G06N3/00;B60L50/70
• 代理公司: 洛陽九創知識產權代理事務所(普通合伙) 41156
• 代理人: 劉潁閣

1.運用固定時間控制理論和粒子群算法的DC-DC變換器控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，基于DC-DC變換器的電路拓撲結構建立狀態空間模型，并且對模型的平均狀態空間方程進行坐標轉換；

S2，針對狀態空間模型建立基于李雅普諾夫函數和固定時間控制理論的固定時間控制器；

S3，通過粒子群算法進行優化對固定時間控制器得到最優的固定時間控制器參數。

2.如權利要求1所述的運用固定時間控制理論和粒子群算法的DC-DC變換器控制方法，其特征在于，所述S1包括：

S1-1，根據DC-DC變換器的電路拓撲結構建立狀態空間模型；

S1-2，基于狀態空間模型生成狀態空間表達式；

S1-3，引入中間控制率對狀態空間表達式進行坐標變換。

3.如權利要求2所述的運用固定時間控制理論和粒子群算法的DC-DC變換器控制方法，其特征在于，所述S1-1包括：

根據開關的導通截止，得到在連續導通模式下的變換器平均模型：

其中，C為電容值，L為電感值，R為電阻值，i_C為電容電流，V_in為輸入電壓，V₀為輸出電壓，u為固定時間控制器；

所述S1-2，假設V_ref為參考輸出電壓，輸出電壓誤差為x₁＝V₀-V_ref，輸出電容電流為x₂＝i_C，對狀態空間模型進行轉換得到狀態空間表達式：

所述S1-3中的坐標變換為：

其中，α為中間控制率。

4.如權利要求3所述的運用固定時間控制理論和粒子群算法的DC-DC變換器控制方法，其特征在于，所述S2包括：

S2-1，構建李雅普諾夫函數V(x)，運用反步法確定的中間控制率；

S2-2，根據S2-1中所得的中間控制率，依據固定時間理論，利用反步法得到滿足固定時間控制定理的固定時間控制器。

5.如權利要求4所述的運用固定時間控制理論和粒子群算法的DC-DC變換器控制方法，其特征在于，S2-1中，所述李雅普諾夫函數為：

V＝V₁+V₂

確定中間控制率：

計算V₁的導數：

所述帶入V₁導數的李雅普諾夫函數：

(m₅＝min(m₁，m₃)，m₆＝min(m₂，m₄))

所述滿足固定時間控制定理的固定時間控制器：

6.如權利要求5所述的運用固定時間控制理論和粒子群算法的DC-DC變換器控制方法，其特征在于，所述S3中優化目標函數為：

f(b/k，c/k，m₃，m₄)＝min(∫|V₀-V_ref|d_t)

其中，b/k，c/k，m₃，m₄為固定時間控制器的參數，根據目標函數得到最優的固定時間控制器參數；

其具體步驟如下：

S3-1，初始化固定時間控制器參數b/k，c/k，m₃，m₄；

S3-2，根據目標函數評價每個粒子的適應度；

S3-3，通過迭代下面兩個公式更新粒子的速度和位置：

G_i＝mG_i+c₁rand()(pbest_i-x_i)+c₂rand()(gbest_i-x_i)

x_i＝x_i+G_i

S3-4，找到兩個極值個體最優(pbest)和群體最優(gbest)。