一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法技术

一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法，涉及一种降压变换器的滑模控制方法与扰动观测技术结合的控制方案。本发明专利技术基于降压变换器的平均状态模型，将一阶非奇异终端滑模控制与非线性扰动观测技术相结合，通过采用定频PWM方式，改变开关器件的占空比来控制其导通或关断，进而实现降压变换器的目标电压输出。本发明专利技术提出了一种基于非奇异终端滑模与扰动观测技术相结合的功率变换器控制方法，以解决传统滑模/PID控制响应速度慢、电压输出品质不高、抗扰动性差等问题。所述控制方法中非奇异终端滑模具有全局快速收敛，精度高的优点，扰动观测技术可对干扰进行等效补偿，很大程度上消除了高频抖振对输出电压的影响，从而提高了功率变换器控制系统的抗干扰性能。

A composite non singular terminal sliding mode control method for power converters

A composite non singular terminal sliding mode control method of a power converter relates to a sliding mode control method of a buck converter and a control scheme combined with a disturbance observation technique. The average buck converter state model based on the first order non singular terminal sliding mode control and nonlinear disturbance observation technology, through the use of fixed frequency PWM, duty cycle to control the turn-on or turn off change switch, so as to realize the goal of buck converter output voltage. The invention provides a method and perturbation of non singular terminal sliding mode observation technology combined with the power converter control method based on /PID to solve the traditional sliding mode control slow response speed, the output voltage is not high quality, anti disturbance and poor. The singular terminal sliding mode control with fast convergence method, high precision and disturbance observation technology can be equivalent to compensate the interference, largely eliminates the influence of high-frequency chattering on the output voltage, so as to improve the anti-interference performance of power converter control system.

【技术实现步骤摘要】
一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法
本专利技术涉及电力电子变换器领域，具体是利用非奇异终端滑模技术来提高降压变换器输出电压的动态性能和稳态性能，以及用非线性扰动观测技术对扰动进行补偿，从而进一步削弱滑模控制中广泛存在的抖振。
技术介绍
目前，在变换器的实际控制过程中，由于滑模控制具有其他控制不具备的一些优点而受到青睐，如具有快速响应、对参数变化不灵敏等，在电力系统、机器人控制、飞行器等领域应用广泛。因其本身的特点，状态轨迹在滑模面附近时由于惯性、时间和空间滞后等原因，系统存在抖振。为了解决该问题，一般都是利用边界层方法来解决抖振问题，但是抗干扰性能也相应降低。针对该问题，一些学者提出了终端滑模控制方法，较普通的滑模控制，具有更好的抗干扰性能。另一方面，为了补偿实际系统中存在的系统不确定性和外部扰动等，工程上开始利用扰动观测技术对扰动进行观测并补偿。较为成熟的是对线性系统的扰动观测器设计，其中经典的频域扰动观测器以其控制结构简单，利用模型的逆和低通滤波器即可构建等优点，在运动控制、机电系统领域中得到了广泛而深入地应用。然而，非线性特性普遍存在于控制系统中,对于非线性因素影响较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法，其特征在于：基于降压变换器的平均状态模型，利用非奇异终端滑模与扰动观测技术结合的控制技术，设计降压变换器的控制器，采用定频PWM方式，通过改变开关器件的占空比来控制其导通或关断，进而实现降压变换器的目标电压输出；包括以下步骤：步骤一、降压变换器的平均状态模型建立；步骤二、非奇异终端滑模控制器设计；步骤三、基于非奇异终端滑模和扰动观测的复合控制设计。

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法，其特征在于：基于降压变换器的平均状态模型，利用非奇异终端滑模与扰动观测技术结合的控制技术，设计降压变换器的控制器，采用定频PWM方式，通过改变开关器件的占空比来控制其导通或关断，进而实现降压变换器的目标电压输出；包括以下步骤：步骤一、降压变换器的平均状态模型建立；步骤二、非奇异终端滑模控制器设计；步骤三、基于非奇异终端滑模和扰动观测的复合控制设计。2.根据权利要求1所述的一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法，其特征在于：步骤一中的降压变换器的状态空间平均模型为：其中，iL是电感电流，uC是输出电压，Vg是直流电压源，L是电感，R是负载，C是电容，△Vg、△L、△R、△C分别表示对应的扰动不确定因素，可将上述表达式写为：其中d是开关量，其值取0或1，非匹配干扰d1(t)和匹配干扰d2(t)的具体的表达式如下：3.根据权利要求1所述的一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法，其特征在于：步骤二中，取非奇异终端滑模面为：其中e1＝uC-Vref，Vref为输出直流电压参考值，β、p、q为参数，且满足：β>0，p>q>0，1<p/q<2，p、q为正奇数。非奇异终端滑模控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：马莉，倪媛媛，丁世宏，刘陆，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32