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专利号: 2022110156985
申请人: 南京信息工程大学
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:

1.一种含恒功率负载升压变换器的无电流传感控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,采用时间平均建模方法,以含恒功率负载升压变换器的输出电压、电感电流为状态量,以占空比信号为控制量建立状态空间模型;

所述状态空间模型具体如下:

其中,v为输出电压,i为电感电流,L、C、P和E分别为电感、电容、负载功率和输入电压,r为电感寄生电阻,u为控制信号,u=1‑d,d为占空比,d=0表示开关管关断,d=1表示开关管闭合,t为时间;

步骤2,基于步骤1建立的状态空间模型,结合参数估计技术以及动态回归扩展与混合技术,建立线性回归方程,进而设计梯度下降观测器,实现对电流和负载功率的重构;具体过程如下:步骤21,定义变量x1=i、θ2=P为不可测量,y=v为可测量,将步骤1建立的状态空间模型重写为如下模型:其中,

步骤22,基于动态扩展思想,将状态估计问题转化为如下参数估计问题:x1=χ+φθ1

其中,χ为新定义变量,φ为新定义变量,θ1为跟初始值有关的未知常数;

步骤23,基于步骤21得到的模型,动态扩展描述为:其中,η,ρ为新定义变量,φ(0)、η(0)、ρ(0)、x2(0)分别为变量φ、η、ρ和状态x2的初始值,λ为观测器增益;

则线性回归方程设计为:

q=ηθ

T

其中,q=λy‑ρ表示可测量,θ=[θ1 θ2]为待估计的未知参数向量;

步骤24,在步骤23建立的线性回归方程基础上,结合动态回归扩展与混合技术,设计如下梯度下降观测器:其中,ζ、ηe、qe为动态扩张量,s为微分算子,定义为 ψ(0)为变量ψ的初始值,δ =det(ζ), det(·)表示行列式,adj(·)为伴随矩阵,γ为观测器增益,ψ为新定义函数,参数α1、α2、β1、β2满足α1≠0、α2≠0,β1>0、β2>0,且β1≠β2, 为观测器输出;

则电流和负载功率重构为:

其中, 分别表示x1、P、θ2、θ1的估计值, 为观测器输出的初始值,函数ωc的定义如下:

其中,κ∈(0,1)为任意常数;

步骤3,基于无源控制理论,设计能量整形控制器,实现含恒功率负载升压变换器的输出电压调节;具体过程如下:步骤31,定义变量x2=v,将步骤1建立的状态空间模型重写为如下端口哈密尔顿形式:其中, H为能量函数,且

步骤32,基于无源控制理论,设计能量整形控制器为:其中,w为新定义输入量,k1,k2,kp为常数,且kp>0

状态z1、z2由状态x1、x2经过坐标变换后得到,表示为 z2=x2,z1*、z2*为状态期望值, z2*=v*,v*为期望的输出电压;

步骤33,将步骤24得到的估计值 代入上述能量整形控制器得到无电流传感控制器为:

其中, 为代入估计值后的能量整形控制律;

进而得到无电流传感自适应能量整形控制器为: