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专利号: 2018102128949
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双有源全桥DC-DC变换器的三重相移无差拍优化控制方法,其特征在于,包括:S1:根据双有源全桥DC-DC变换器输出电压的状态微分方程,构建变换器输出电压的状态空间平均方程:其中,C2为输出侧电容,Uo为输出电压,f为开关频率,L为辅助电感,R为负载电阻,Uin为变换器的输入电压,D1、D2和D3分别为变换器在归一化三重相移控制下的相移量;

S2:结合欧拉前向法对所述输出电压的状态空间平均方程进行离散化处理,计算得到变换器在下一个控制周期内输出电压的预测值:其中,Uo(tk)、Uin(tk)、io(tk)分别为tk时刻变换器的采样输出电压、输入电压和输出电流;Uo(tk+1)为tk+1时刻变换器输出电压的预测值;

S3:结合拉格朗日函数和变换器在归一化三重相移控制下的功率模型,计算得到使得变换器的电流应力最小的优化相移量D1和D3:其中,p0为变换器的传输功率,k为电压转换比;

S4:为了使得输出电压具有快速的动态特性,将变换器在下一个控制周期内的输出电压预测值和输出电压给定值相等,即:*

其中,Uo(tk)为变换器的输出电压给定值;

计算得到变换器在三重相移无差拍控制电流应力优化方法下的预测相移量D2:其中,ΔUo(tk)为tk时刻变换器的输出电压经过外环比例-积分PI控制器的输出值。

2.根据权利要求1所述的用于双有源全桥DC-DC变换器的三重相移无差拍优化控制方法,其特征在于,构建所述双有源全桥DC-DC变换器输出电压状态空间平均方程的方法包括:由于H桥的输出电压和电感电流波形具有对称性,在半个周期内,将变换器的工作状态分为四个阶段;针对每一种工作状态,分别建立输出电压的状态微分方程:其中, 分别表示变换器在各个工作状态下的电感电流平均值,Ts为开关周期;

根据输出电压在四个阶段的状态微分方程,按照等效时间平均原则,构建所述输出电压的状态空间平均方程。

3.根据权利要求1所述的用于双有源全桥DC-DC变换器的三重相移无差拍优化控制方法,其特征在于:获取双有源全桥DC-DC变换器的输出电压预测值的方法为:采用欧拉前向法对变换器输出电压的状态空间平均方程中输出电压的微分项进行离散处理,获得变换器在下一个控制周期内的输出电压预测值。

4.根据权利要求1所述的用于双有源全桥DC-DC变换器的三重相移无差拍优化控制方法,其特征在于,获取所述变换器在三重相移无差拍控制电流应力优化方法下的预测相移量D2的方法为:将双有源全桥DC-DC变换器的输出电压预测值与输出电压给定值相等进行求解,并对所述优化相移量进行补偿,得到双有源全桥DC-DC变换器的预测相移量D2:

5.根据权利要求1所述的用于双有源全桥DC-DC变换器的三重相移无差拍优化控制方法,其特征在于,所述拉格朗日函数定义为:E=Imax+λ(p-p*)

其中,E表示拉格朗日函数,λ为拉格朗日乘子,p*为变换器的给定功率,Imax为变换器的电流应力标幺值。