The invention discloses a composite repetitive deadbeat control strategy of three level Boost converter, the design of the deadbeat control algorithm is derived to predict the inductor current value calculation formula, then obtains the current duty cycle, ensure that the actual current reference current in the two control period tracking; repetitive controller design, including cycle time delay and compensation; the deadbeat controller embedded into the repetitive controller, three level Boost converter repetitive deadbeat composite control strategy. The three level Boost converter based on advanced current ripple than the traditional two level Boost converter with lower, DC boost can be used in occasions of larger capacity; the invention combines deadbeat control and repetitive control advantages, not only has no fast dynamic response speed beat control, at the same time as the effect of repetitive control, deadbeat control can eliminate the steady-state error exists.
【技术实现步骤摘要】
一种三电平Boost变换器重复无差拍复合控制策略
本专利技术涉及一种基于三电平Boost变换器的的重复无差拍控制策略,其中无差拍控制项实现对输入侧电流的快速响应,重复控制项用于消除输入侧电流稳态误差,本控制策略适用于大功率UPS、功率因数校正等场合。
技术介绍
三电平直流变换器的优点是开关管的电压应力为输入直流电压的一半,在相同电感电流脉动的情况下,开关频率仅为传统二电平Boost的一半,这便有效解决了一般直流变换器开关管电压应力过高的问题,同时可以优化滤波电感的设计。传统的二电平Boost变换器控制策略已经比较成熟,对于三电平Boost变换器,其工作模态多样,控制策略较为复杂。对变换器的控制有多种方法,包括PI(比例积分)控制、模糊控制、神经网络控制、无差拍控制、重复控制等等。应用最为广泛的要属传统的PI控制方法,该方法具有算法简单、控制效果好等优点,但是PI控制器的参数设计与选择过程比较繁琐,设计者的经验和水平直接影响到变换器的跟踪精度、响应速度等性能;模糊控制、神经网络控制等现代控制方法具有动态性能好、鲁棒性高的特点,但是控制策略比较复杂,对处理器要求较高;无差拍控制是采样控制系统特有的一种控制方式,正常的数字控制系统一般会有一或者多拍的延时,而无差拍控制的指令信号通过电路参数和合适的电流预测方法获取,可以在一个控制周期内实现指令信号的跟踪,动态响应快,但无差拍控制属于开环控制,存在稳态误差,其良好的电流跟踪效果需要有合适的电流预测方案来保证,没有预测方案的无差拍控制实际为差一拍或差两拍控制,常用的电流预测方案有平推预测、重复预测、二阶外推插值预测以 ...
【技术保护点】
一种三电平Boost变换器重复无差拍复合控制策略,其特征在于,所述控制策略包括下列步骤:基于状态空间平均法,推导三电平Boost变换器占空比对输出电流的传递函数;设计无差拍控制算法,根据采样的Boost变换器输入输出电压及电感电流,推导出下两个控制周期的电感电流预测值计算公式;让参考电流等于下两个控制周期的电感电流,从而求出当前控制周期占空比,保证实际电流在两个控制周期内跟踪上参考电流;结合前面推导的三电平Boost传递函数,推导重复控制器传递函数,设计重复控制器,包括周期延时环节及补偿环节;将所述无差拍控制算法嵌入到重复控制器中,得到三电平Boost重复无差拍复合控制策略。
【技术特征摘要】
1.一种三电平Boost变换器重复无差拍复合控制策略,其特征在于,所述控制策略包括下列步骤:基于状态空间平均法,推导三电平Boost变换器占空比对输出电流的传递函数;设计无差拍控制算法,根据采样的Boost变换器输入输出电压及电感电流,推导出下两个控制周期的电感电流预测值计算公式;让参考电流等于下两个控制周期的电感电流,从而求出当前控制周期占空比,保证实际电流在两个控制周期内跟踪上参考电流;结合前面推导的三电平Boost传递函数,推导重复控制器传递函数,设计重复控制器,包括周期延时环节及补偿环节;将所述无差拍控制算法嵌入到重复控制器中,得到三电平Boost重复无差拍复合控制策略。2.根据权利要求1所述的一种三电平Boost变换器重复无差拍复合控制策略,其特征在于,所述三电平Boost变换器占空比对输出电流的传递函数如下:式中,IL为电感电流稳态值,d为稳态占空比,L为Boost输入电感,R为输出负载等效电阻,其中假设上下负载电阻值相等,C为输出侧上下电容值,其中假设上下电容值相等。3.根据权利要求1所述的一种三电平Boost变换器重复无差拍复合控制策略,其特征在于,所述下两个控制周期的电感电流预测值计算公式的推导过程如下:iLk为当前控制周期电流实际采样值,为下一控制周期电流预测值,iLref为当前控制周期电流参考值,为下两个控制周期电流预测值,iLk+2为下两个控制周期电流实际值,在两个控制周期内输入输出电压波动很小,可以认为不变,电流预测值可以通过下面公式算出:式中,vin为Boost输入电压,vo为Boost输出电压,dk-1...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨林,黄骏翅,曾江,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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