[发明专利]一种基于NPC逆变器的数字功率放大器的输出控制方法

摘要

本发明公开了一种基于NPC逆变器的数字功率放大器的输出控制方法，包括：建立预测模型，基于当前控制周期的状态变量，预测下一控制周期的状态变量；基于输入的下一控制周期的输出电流指令，计算下一控制周期的滤波电感电流指令和滤波电容电压指令；基于下一控制周期的状态变量和下一控制周期的输出指令，建立数字功率放大器的能量函数；以能量函数为李雅普诺夫函数，求得使李雅普诺夫函数导数最小的子系统；基于子系统控制所述数字功率放大器的开关动作，在下一控制周期将电声换能系统切换至所述子系统。本发明提供一种电声换能系统的输出控制方法，在保证系统稳定的前提下实现对输出电流高精度跟踪，同时可以有效地降低数字功放开关损耗。

主权项

1.一种基于NPC逆变器的数字功率放大器的输出控制方法，其特征在于，适应于电声换能系统，电声换能系统包括基于NPC逆变器的数字功率放大器和超磁致伸缩型水声换能器，方法包括：建立预测模型，基于当前控制周期的状态变量x(k)＝[i_f(k)V_O(k)i_O(k)]^T，预测下一控制周期的状态变量x(k+1)＝[i_f(k+1)V_O(k+1)i_O(k+1)]^T，其中，所述状态变量x包括滤波电感电流i_f、滤波电容电压V_O和水声换能器电流i_O；基于输入的下一控制周期的输出电流指令i_Oref(k+1)，计算下一控制周期的滤波电感电流指令i_fref(k+1)和滤波电容电压指令V_Oref(k+1)；基于下一控制周期的状态变量x(k+1)和下一控制周期的输出指令x_ref(k+1)，建立数字功率放大器的能量函数V(x_e)＝x_e^TPx_e，其中，x_e＝x(k+1)‑x_ref(k+1)，正定矩阵P＝diag{L_f，C_f，L_O}，所述下一控制周期的输出指令x_ref(k+1)＝[i_fref(k+1)V_Oref(k+1)i_Oref(k+1)]^T，L_f表示滤波电感，C_f表示滤波电容，L_O表示水声换能器等效电感；以所述能量函数为李雅普诺夫函数，求得使所述李雅普诺夫函数导数最小的子系统；基于所述子系统控制所述数字功率放大器的开关动作，在下一控制周期将电声换能系统切换至所述子系统。