[发明专利]基于李雅普诺夫算法状态变量优化的均流方法

权利要求书

1.基于李雅普诺夫算法状态变量优化的均流方法，其特征在于：以电感和电容储能的定量关系建立Lyapunov函数，找到一个李雅普诺夫函数，它是正定的，则李雅普诺夫函数的导数是负定的条件下，当x在任何方向趋向无穷大李雅普诺夫函数也趋近无穷大，得出原点的平衡点是全局渐近稳定的，即在状态变量x₃中增加了k(I_r-i_o)，进而实现电压、电流和均流的三环控制，

设系统能量稳定的工作点为平衡点，定义一个正定李雅普诺夫函数：

式中构造系统的状态变量x₁、x₂和x₃，其中x₃是包含电压和电流控制的状态变量，定义如下：

其中V_r为参考电压，I_r为多整流模块中电流的最大值作为参考电流，k为比例系数，i_d、i_q、v_o、i_o在三相整流电路中，i_d为有功电流、i_q为无功电流、v_o为输出电压、i_o为模块输出电流、i_d的稳态值为i_d0；

其次，对李雅普诺夫函数进行求导为：

根据李雅普诺夫第一稳定性定理，当李雅普诺夫函数的导数为负定时，则系统在平衡点是稳定的，为了判断李雅普诺函数导数的正负性，分别求x₁，x₂的导数与电感L的乘积，x₃的导数与滤波电容C的乘积，带入李雅普诺夫函数导数的表达式即公式(3)中，在保证李雅普诺夫函数导数为负的条件下，求控制变量的取值范围,求解的控制变量为电压调制比，此电压调制比用于SVPWM算法输入；在状态变量中增加k(Ir-i_o)，Ir为参考电流，i_o为模块输出电流，通过增加k(Ir-i_o)可以使模块输出电流与参考电流一致，从而使各模块输出电流达到均衡效果，从而实现均流控制。

2.根据权利要求1所述的基于李雅普诺夫算法状态变量优化的均流方法，其特征在于，求解后的控制变量采用SVPWM算法就行脉宽调制时，为了确保交流侧能够以单位功率因数运行，直流侧输出电压、电流稳定，则两个控制变量必须保证不能饱和，求解的两个控制变量分别为p_d和p_q为电压调制比，因此求解后的控制变量p_d、p_q必须满足以下条件：

当使控制变量p_d、p_q满足饱和约束条件即公式4时，控制变量的取值范围受到进一步的约束，可以设满足饱和约束条件后的控制变量分别为p_d1和p_q1。

3.根据权利要求2所述的基于李雅普诺夫算法状态变量优化的均流方法，其特征在于，为了保证李雅普诺夫函数的导数始终为负定，需要判断控制变量p_d1和p_q1是否为线性的；

若是控制变量相互耦合，则需要对控制变量p_d1和p_q1进行解耦，设解耦后的控制变量分别为p_d2和p_q2，则用控制变量p_d2和p_q2进行控制，可以使系统稳定运行。