1.一种升降压变换器的输出反馈控制方法,其特征在于,包括:采集升降压变换器的负载电阻的电压;
将采集的负载电阻的电压输入构建的输出反馈控制器,得到反馈控制输出;
获得的反馈控制输出经脉冲宽度调制后输入升降压变换器的开关管,用于实现升降压变换器输出反馈控制;
其中,所述输出反馈控制器包括PI无源控制器和基于广义参数的观测器,基于广义参数的观测器用于接收采集的负载电阻的电压,并输出升降压变换器的电感电流估计值和负载电阻估计值;
PI无源控制器根据输入的电感电流估计值、负载电阻估计值和采集的负载电阻的电压,获得反馈控制输出;
所述基于广义参数的观测器的构建方法,包括:根据升降压变换器的电路拓扑图,建立升降压变换器的数学模型:其中,E为输入电压;u为占空比,作为控制输入; 为电容的标称值;为负载电阻的阻值;L为电感的标称值;状态变量 为电感电流;状态变量 为输出电压; 为电感电流对时间的一次导数; 为输出电压对时间的一次导数;
将升降压变换器的数学模型写成如下形式:其中, 为输出信号 对时间的一次导数, , ,, , , , ;
重构状态变量 :
其中, 是状态变量 的重构, 是重构状态对时间的一次导数;
然后,利用输出信号 ,构造用于估计状态初始值 和负载电阻R的一维线性回归方程:其中,状态 和状态向量 均为观测器状态, 为状态向量 的转置,;
接着,基于动态扩张与融合技术,将一维线性回归方程,扩张为二维线性回归方程:其中, 为状态 的扩张状态, 为状态向量 的扩张状态;
最后,获得基于广义参数的观测器:
其中, 为观测器增益,满足 >0, 是重构动态 的状态转移矩阵,为观测器输出, 为电感电流估计值, 为负载电阻估计值。
2.根据权利要求1所述的一种升降压变换器的输出反馈控制方法,其特征在于,所述PI无源控制器的构建方法,包括:根据升降压变换器的电路拓扑图,建立升降压变换器的数学模型:将升降压变换器的数学模型转换为端口哈密顿系统形式:其中, , , , ,
, ;
定义无源输出 :
其中,参数向量
;
中间变量 ;
中间变量 的期望值 ;
为期望的输出电压值, ;
PI无源控制器为:
其中, 为PI无源控制器的比例参数, 为PI无源控制器的积分参数。
3.根据权利要求2所述的一种升降压变换器的输出反馈控制方法,其特征在于,所述输出反馈控制器为:其中, 为引入负载电阻估计值 和电感电流估计值 后的状态变量 的期望值;
为中间变量 的期望值; 为引入负载电阻估计值 和电感电流估计值 后的无源系统输出量。
4.一种升降压变换器,其特征在于,采用权利要求1 3任一项所述的一种升降压变换器~的输出反馈控制方法进行控制,包括:开关管、电感、电容、二极管、电压传感器和输出反馈控制器,开关管的漏极与电源的正极连接,开关管的源极分别与电感的一端、二极管的负极连接,二极管的正极分别与电容的一端、负载电阻的一端连接;负载电阻的另一端、电容的另一端、电感的另一端分别与电源的负极连接;
电压传感器采集负载电阻的电压并输出至输出反馈控制器,输出反馈控制器的输出端与脉冲宽度调制器的输入端连接;脉冲宽度调制器的输出端与开关管的基极连接;
其中,输出反馈控制器包括PI无源控制器和基于广义参数的观测器,基于广义参数的观测器用于接收采集的负载电阻的电压,并输出升降压变换器的电感电流估计值和负载电阻估计值;
PI无源控制器根据输入的电感电流估计值、负载电阻估计值和采集的负载电阻的电压,获得反馈控制输出。