用于三电平DC‑DC变换器的双闭环控制系统的输出电压和飞跨电容电压的解耦控制方法技术方案

本发明专利技术提出了一种用于三电平DC‑DC变换器的双闭环控制系统的输出电压和飞跨电容电压的解耦控制方法，包括：步骤1，三电平DC‑DC buck变换器的双闭环控制系统的建模；步骤2，基于滑模控制理论对输出电压进行控制；步骤3，基于自整定模糊PID控制对飞跨电容电压进行解耦控制。

For output voltage decoupling double closed loop control system of three level DC DC converter and the flying capacitor voltage control method

The invention provides a method for decoupling the output voltage double closed-loop control system of three level DC DC converter and the flying capacitor voltage control method, which comprises the following steps: 1, modeling a double closed-loop control system of three level DC DC buck converter; step 2, the sliding mode control theory to control output based on the voltage; step 3, self-tuning fuzzy PID control of the flying capacitor voltage decoupling control based on.

【技术实现步骤摘要】
用于三电平DC-DC变换器的双闭环控制系统的输出电压和飞跨电容电压的解耦控制方法
本专利技术涉及自动化控制领域，尤其涉及一种三电平DC-DCbuck变换器的双闭环控制系统的输出电压和飞跨电容电压的解耦控制方法。
技术介绍
在高输入/输出电压的功率变换场合，选取具有合适耐压值的功率开关器件往往比较困难。多电平变换器利用飞跨电容使得输入电压在串联的各开关管之间均分，不但能降低开关管电压应力和减小输出滤波器体积，还能提高动态特性，所以在输入/输出电压较高的中大功率变换场合具有广泛的应用前景。但是，多电平变换器的输出电压与各飞跨电容电压之间存在耦合的关系，是一个强耦合的非线性系统，所以需要将其解耦成多个单输入输出系统，以对飞跨电容电压和输出电压进行独立的控制。虽然现有技术中已经有一些有效的控制方法，但是利用滑模技术控制输出电压同时利用自整定模糊PID技术控制飞跨电容电压的解耦以及平衡的方法尚属空白，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种用于三电平DC-DCbuck变换器的双闭环控制系统的输出电压和飞跨电容电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三电平DC‑DC变换器的双闭环控制系统的输出电压和飞跨电容电压的解耦控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，建立滑膜面和开关控制器的滑模函数，设计滑模控制器，对三电平DC‑DC buck变换器的输出电压进行控制；S2，设计模糊PID控制器，将控制器的输出偏差以及偏差的变化量同时输入到模糊控制器中，分别对PID控制器的三个参数Kp、Ki、Kd进行调节，经过处理后实现对飞跨电容电压的解耦控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于三电平DC-DC变换器的双闭环控制系统的输出电压和飞跨电容电压的解耦控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，建立滑膜面和开关控制器的滑模函数，设计滑模控制器，对三电平DC-DCbuck变换器的输出电压进行控制；S2，设计模糊PID控制器，将控制器的输出偏差以及偏差的变化量同时输入到模糊控制器中，分别对PID控制器的三个参数Kp、Ki、Kd进行调节，经过处理后实现对飞跨电容电压的解耦控制。2.根据权利要求1所述的用于三电平DC-DC变换器的双闭环控制系统的输出电压和飞跨电容电压的解耦控制方法，其特征在于，所述S1包括：建立滑模控制器中的切换函数s＝s(x)和切换面s(x)＝0以及变结构控制函数其中u+(x)≠u-(x)；开关变换器的状态空间方程为切换函数默认选择采用滞环控制的方法来限制开关切换频率，定义控制规律为：根据切换函数切换的滞环宽度2δ和滑模面等效导数根据下式估算出时间t1和t2：以系统闭环输出电压偏差x1及其微分x2和积分x3为状态变量，有：滑模控制的切换函数为：s(x)＝k1x1+k2x2+k3x3其中k1＞0，k2＞0，k3＞0；设计基于等效控制理论的定频滑模控制器，滑模控制器的输出占空比D。3.根据权利要求1所述的用于三电平DC-DC变换器的双闭环控制系统的输出电压和飞跨电容电压的解耦控制方法，其特征在于，所述S2包括：综合传统的PID控制与模糊控制的优点，设计出自整定模糊PID控制器对三电平DC-DCbuck变换器的飞跨电容电压进行控制；模糊...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌睿，张腾，胡睿，王峰，刘金平，刘辉，杨常浩，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50