[发明专利]一种电力电子变换器鲁棒切换控制方法

摘要

本发明公开了一种电力电子变换器鲁棒切换控制方法，步骤包括：1)建立系统模型，为了系统控制时将参考点变为原点，将Boost变换器的PWA模型式变为其误差模型式；2)求解控制器参数，得到鲁棒切换控制器中的矩阵；3)根据切换律对Boost变换器电路进行控制，即当输出电压大于期望电压时，电感电流的参考值自适应的降低，而当输出电压小于期望电压时，电感电流的参考值自适应的增加，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。本发明的控制方法，减少了系统动态响应时间；增强了变换器运行时对输入电压和负载突变的鲁棒性。

主权项

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，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，xref＝[Iref Vref]T，Iref为电感电流参考值，Vref为输出电压参考值，e＝x‑xref，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：PAλ＜0  (5)其中，其中，Β＝λ₁Β₁+λ₂Β₂，0＜λ_i(i＝1,2)≤1，且λ₁+λ₂＝1，将变换器参数带入式(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Iref、实测输出电压Vo、实测电感电流iL和期望输出电压Vref带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‑xref)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。