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专利号: 2018105087245
申请人: 合肥工业大学
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.降压型DC-DC变换器系统的输出反馈电压控制方法,其特征在于,包括如下步骤:S1,基于降压型DC-DC变换器系统的数学模型,得到降压型DC-DC变换器系统的动态空间表达式,进而求得降压型DC-DC变换器系统的误差动态方程;

S2,对降压型DC-DC变换器系统进行时间尺度坐标变换;

S3,对变换后的降压型DC-DC变换器系统进行输出反馈控制器设计,基于有限时间观测器对降压型DC-DC变换器系统进行输出反馈控制器设计;

所述步骤S1包括如下步骤:

S11,基于降压型DC-DC变换器系统的数学模型,得到降压型DC-DC变换器系统的动态空间表达式为:其中Vi是降压型DC-DC变换器系统的输入电压,Vo是降压型DC-DC变换器系统的输出电压, 是对Vo求导;L、C、R分别为降压型DC-DC变换器系统的电感、电容和负载电阻,iL是降压型DC-DC变换器系统的电感电流, 是对iL求导;μ(t)是降压型DC-DC变换器系统的控制输入,且μ(t)∈[0,1];

S12,令输出电压误差x1(t)=Vr-Vo,得到降压型DC-DC变换器系统的误差动态方程为:其中Vr为参考输出电压, 是对x1(t)求导, 是对x2(t)求导;

所述步骤S2包括如下步骤:

S21,定义t=Ns,t、s均为自变量,N为变换系数,0<N<1,对降压型DC-DC变换器系统进行时间尺度坐标变换,表示如下:其中,p1(s)为x1(t)时间尺度坐标变换后的函数,p2(s)为x2(t)时间尺度坐标变换后的函数,u(s)为μ(t)时间尺度坐标变换后的函数;

S22,经时间尺度坐标变换后,降压型DC-DC变换器系统的误差动态方程表示如下:其中, 分别表示对p1(s)和p2(s)求导;

所述步骤S3包括如下步骤:

S31,定义τ是一个任意偶数与奇数的比值,且满足τ∈(-1/2,0),其中r2=1+τ,r3=1+2τ,存在常数λ1>0,λ2>0,使得下列不等式成立:针对无电流传感器的情况,即电路中电感电流值无法通过相应传感器获得,设计基于状态观测器的输出反馈控制器,经过时间尺度坐标变换后的降压型DC-DC变换器系统的输出反馈控制器可设计为:其中β1,β2分别是正的增益, 分别表示p1(s)和p2(s)的观测器,分别表示对 和 求导, 表示u(s)的估计值;

S32,针对无电流传感器的情况,根据公式(1)和公式(2),实际的降压型DC-DC变换器系统的输出反馈控制器设计为:其中 分别为x1(t)和x2(t)的估计值, 分别表示对 和求导,l1、l2均表示正增益,输出反馈控制器通过调节参数β1,β2,l1、l2来获取最佳的控制效果。