[发明专利]一种电力电子变换器鲁棒切换控制方法

权利要求书

1.一种电力电子变换器鲁棒切换控制方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1：建立考虑杂散参数和输入输出变化的系统模型，

控制对象的Boost变换器结构是，包括输入电源E、电感L、二极管D、开关S、电容C和负载R，输入电源E与电感L及开关S构成串联电路，开关S两端并联有二极管D和电容C组成的串联支路，电容C单独并联有一个负载R；另外，电感L与电感等效电阻r_L串联，二极管D与二极管等效电阻r_D串联，开关S与开关等效电阻r_S串联，电容C与电容等效电阻r_C串联，

根据电路基本规律，得到Boost变换器的动态方程，表达式为：

其中，x＝[x₁ x₂]^T＝[i_L v_o]^T，i_L为实时电感电流值，v_o为输出电压值，上标T代表向量转置；为考虑了系统元件寄生参数和负载扰动的系统矩阵，σ＝1,2；B_σ和C₁分别为输入矩阵和输出矩阵；ω为输入电压波动，u＝E；

模式1)开关闭合时，系统矩阵和输入矩阵分别为：

C₁＝[0，1]

模式2)开关断开且电感电流大于零时，系统矩阵和输入矩阵分别为：

C₁＝[0，1]

模式1)中，电源E给电感L充电，电感电流增大，电感储存能量，电容对负载放电，释放能量；在模式2)中，电感和电源一起为电容和负载提供能量实现升压；

为了系统控制时将参考点变为原点，将公式(1)-公式(3)变为误差模型，表达式如下：

其中，x_ref＝[I_ref V_ref]^T，I_ref为电感电流参考值，V_ref为输出电压参考值，e＝x-x_ref，ε为实际输出电压与参考值的误差，y是系统输出；

步骤2：求解控制器参数，

对于误差模型表达式(4)，令参考电流自适应规律k是系数，k＞0，如果存在对称正定矩阵P，使得以下矩阵不等式成立：

PA_λ＜0 (5)

其中，

其中，Β＝λ₁Β₁+λ₂Β₂，0＜λ_i(i＝1,2)≤1，且λ₁+λ₂＝1，将变换器参数代入式(6)确定的A_λ代入式(5)，解得矩阵P；

步骤3：根据切换律对Boost变换器的电路进行控制，

首先，将输出电压与期望电压的差值对电感电流参考值进行自适应调节，调节规律为

其次，将电感电流参考值I_ref、实测输出电压V_o、实测电感电流i_L和期望输出电压V_ref代入切换控制器的表达式，如下式(16)：

其中，e＝x-x_ref，x_ref＝[I_ref V_ref]^T为状态参考值，I_ref为电感电流参考值，V_ref为输出电压参考值，x＝[x₁ x₂]^T＝[i_L v_o]^T代表状态，i_L为实时电感电流值，v_o为输出电压值，

切换控制器的表达式(16)的含义是：如果(x-x_ref)^T(T₁-T₂)≤0，则切换控制器输出高电平将开关S导通，反之则输出低电平将开关S断开。