[发明专利]一种用于单Buck-Boost逆变器的全局滑模电流控制方法

说明书

本发明公开了一种用于单Buck‑Boost逆变器的全局滑模电流控制方法，包括以下步骤：S1:建立单Buck‑Boost逆变器数学模型；S2:根据逆变器数学模型，构造全局电流滑模面函数S；S3:根据局部可达性条件得到等效控制律u_eq和全局滑模控制函数u_g；S4:构造全局变指数趋近律，进一步求取控制函数u_g；S5:分析滑模控制器理想滑模动态和平衡工作点，通过滑模动态线性化得出控制器的稳定条件；S6:求取控制函数后通过控制函数u_g对开关管通断进行控制，从而得到理想正弦波；S7:全局滑模电流控制器的仿真设计的实现。该方法具有较好的调节精度和波形跟踪能力，使得逆变器在宽范围电压波动和负载扰动情况下，可保证较高的输出精度，同时能够有效地提升系统的动态品质和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及电子技术领域,尤其涉及一种用于单Buck-Boost逆变器的全局滑模电流控制方法。

背景技术

逆变器作为能量转换、电压变换装置，在新能源发电、电动汽车等电源系统中起着重要作用。由于分布式供电应用对气候、环境等外部因素的敏感性，导致其功率传输过程具有明显的随机性和不确定性，而传统的电压型或电流型逆变器无法在直流输入电压大范围波动的情况下实现稳定的交流输出。针对该问题，单级式逆变器因其形式简洁、变压宽和效率高而受到大量关注。单Buck-Boost逆变器是将基本升降压直流变换器通过极性反转方式构造升降压逆变器，由于其包含了全桥拓扑，可通过倍频方式减少磁性元件的尺寸，同时可扩充桥臂实现三相电输出，具有广阔的应用前景。

经典PI线性定常控制策略是基于状态空间周期平均化建模的控制思想，无法使逆变器具备抗参数摄动和外界干扰的强鲁棒性、良好的瞬态特性和调节性能。传统滑模控制(sliding mode control，SMC)当系统的状态轨迹到达滑模面后，并不能沿着滑模面收敛到平衡，而是不断来回穿越滑模面，从而形成抖振现象。为了提升系统的动态品质和鲁棒性，本发明提出一种全局滑模电流控制(global sliding mode control，GSMC)方法。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种用于单Buck-Boost逆变器的全局滑模电流控制方法，包括以下步骤：

S1:建立单Buck-Boost逆变器数学模型；

S2:根据逆变器数学模型，构造全局电流滑模面函数S；

S3:根据局部可达性条件得到等效控制律u_eq和全局滑模控制函数u_g；

S4:构造全局变指数趋近律，进一步求取控制函数u_g；

S5:分析滑模控制器理想滑模动态和平衡工作点，通过滑模动态线性化得出控制器的稳定条件；

S6:求取控制函数后通过控制函数u_g对开关管通断进行控制，从而得到理想正弦波；

S7:用于单Buck-Boost逆变器的全局滑模电流控制器半实物仿真设计实现

S1采用如下步骤：忽略逆变器中的极性反转环节，将逆变器等效为Buck-Boost型直流开关电路，根据基尔霍夫定律得到公式(1)：