[发明专利]一种双向DC/DC变换器控制方法

权利要求书

1.一种双向DC/DC变换器控制方法，其特征在于，该DC/DC变换器包括相互连接的功率变换电路和控制器；其中：

功率变换电路包括两个并联桥臂以及直流滤波电容，每个桥臂均由上桥臂和下桥臂的两个IGBT串联组成；功能变换器电路两侧分别为高压侧和低压侧；控制器包括多模型自适应控制器和预测控制器；

该控制方法中，多模型自适应控制器根据双向DC/DC变换器的非线性特性建立多个线性模型；在每个控制周期，控制信号输入DC/DC变换器的同时，也输入到每个模型，多模型自适应控制器计算每个模型的输出电流，将该电流与采集到的实际输出电流进行比较，并计算每个子模型的匹配度，得到每个模型的权重，将每个模型加权从而得到全局模型；

预测控制器根据全局模型、目标函数和约束条件，将有约束预测控制算法最优化控制问题转化为二次规划问题，并采用递归神经网络算法来求解，得到最优占空比，实现DC/DC变换器的优化控制。

2.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器控制方法，其特征在于，该方法中根据双向DC/DC变换器模型参数的变化范围建立多个线性模型，则系统总模型为：

其中，Ω_n＝(A_n B_n B_0,n)^T，n＝1,2,...,m，Ω_n表示第n个模型，每个模型包含A_n，B_n，B_0,n三个矩阵，f_x表示为系统子模型与系统总模型之间的关系；

在每个周期内，控制器计算每个模型的输出电流，将该电流与采集到的实际电流进行比较，并计算每个子模型的匹配度，得到每个模型的加权系数为：

其中，e_n(k,L)表示第n个子模型与实际模型匹配程度；采用加权平均的方法，得到全局模型，全局模型为：

3.根据权利要求2所述的双向DC/DC变换器控制方法，其特征在于，该方法中的目标函数的表达方式为：

其中，p为预测与控制步长；y(k+i)为根据系统模型、当前及历史输入和输出数据估计的k+i时刻的输出；y^*(k+i)为期望的k+i时刻的输出，Q∈R^2*2，V∈R^2*2分别为针对跟踪误差和控制量的加权系数。

4.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器控制方法，其特征在于，该方法还包括应用于单向DC/DC变换器中的控制方法：选择高压侧或低压侧作为输入端，另一侧作为输出端，即可实现单向DC/DC变换器控制；在每个控制周期，控制信号输入DC/DC变换器的同时，也输入到每个模型，多模型自适应控制器计算每个模型的输出电流，将该电流与采集到的实际输出电流进行比较，并计算每个子模型的匹配度，得到每个模型的权重，将每个模型加权从而得到全局模型；预测控制器根据全局模型、目标函数和约束条件，将有约束预测控制算法最优化控制问题转化为二次规划问题，并采用递归神经网络算法来求解，得到最优占空比，实现DC/DC变换器的优化控制。

5.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器控制方法，其特征在于，该方法还包括：应用于根据状态变量求解最优占空比的问题中，在每个控制周期，控制信号输入控制电路的同时，也输入到每个模型，多模型自适应控制器计算每个模型的输出电流，将该电流与采集到的实际输出电流进行比较，并计算每个子模型的匹配度，得到每个模型的权重，将每个模型加权从而得到全局模型；预测控制器根据全局模型、目标函数和约束条件，将有约束预测控制算法最优化控制问题转化为二次规划问题，并采用递归神经网络算法来求解，得到最优占空比，实现系统的优化控制。