The invention discloses an immune algorithm-based active disturbance rejection control method for bidirectional DC DC converter. The bidirectional DC DC converter adopts voltage and current double closed-loop control, the current inner loop adopts an immune algorithm-based active disturbance rejection controller, and the voltage outer loop adopts a PI controller. Active Disturbance Rejection Control (ADRC) can effectively solve the problem of DC bus voltage instability caused by the fluctuation of photovoltaic output and uncertainty of load, and improve the stability of the system.
【技术实现步骤摘要】
一种基于免疫算法的双向DC-DC变换器自抗扰控制方法
本专利技术属于电力电子
，涉及一种基于免疫算法的双向DC-DC变换器自抗扰控制方法。
技术介绍
光伏发电技术作为当今最具发展前景的发电技术之一，具有资源丰富、安全可靠、清洁无污染等优点，但同时也具有波动大、功率低、受天气等外界条件影响大等缺点，因此需要在光伏发电系统中配置一定容量的储能装置。储能装置具有“削峰填谷”的作用，能够很好的解决光伏发电系统输出随机性和波动性的问题，实现光伏发电系统输出稳定和高效的目标。双向DC-DC变换器是储能装置的核心部分，能够通过控制电路调节能量流动的大小和方向，合理地分配系统中的多余能量，在保证负载需求的前提下，提高系统的稳定性。在双向DC-DC变换器的各类控制方法中，传统双闭环控制方法最为成熟。改善了系统的瞬态特性，同时又降低了直流母线电压的波动，但其受系统参数和外界扰动的影响也较大。除此以外，还有滑膜变结构控制，预测控制，模糊控制等。虽然上述控制方法均不同程度的对系统的动、静态性能进行了优化，但却没有对系统的抗扰动能力进行研究，因此无法解决光伏储能系统中由于光伏输出波动...
【技术保护点】
1.一种基于免疫算法的双向DC‑DC变换器自抗扰控制方法，其特征在于，双向DC‑DC变换器采用电压电流双闭环控制，电流内环采用基于免疫算法的自抗扰控制器，电压外环采用PI控制器；具体控制步骤如下：步骤1、将直流母线电压的给定值和反馈值的误差经过PI控制器处理，输出电流内环的给定值；步骤2、电流内环的给定值经过自抗扰控制器中的跟踪微分器安排的过渡过程，生成电流内环的给定值的跟踪信号和微分信号；步骤3、扩张状态观测器通过对电感电流和控制信号的观测，输出电感电流的跟踪信号和微分信号，同时估计出系统的总扰动信号；步骤4、将跟踪微分器输出的跟踪信号和微分信号与电感电流的跟踪信号和微分...
【技术特征摘要】
1.一种基于免疫算法的双向DC-DC变换器自抗扰控制方法，其特征在于，双向DC-DC变换器采用电压电流双闭环控制，电流内环采用基于免疫算法的自抗扰控制器，电压外环采用PI控制器；具体控制步骤如下：步骤1、将直流母线电压的给定值和反馈值的误差经过PI控制器处理，输出电流内环的给定值；步骤2、电流内环的给定值经过自抗扰控制器中的跟踪微分器安排的过渡过程，生成电流内环的给定值的跟踪信号和微分信号；步骤3、扩张状态观测器通过对电感电流和控制信号的观测，输出电感电流的跟踪信号和微分信号，同时估计出系统的总扰动信号；步骤4、将跟踪微分器输出的跟踪信号和微分信号与电感电流的跟踪信号和微分信号分别作差，得到两个误差信号，两个误差信号经过非线性反馈控制律进行非线性组合，生成初始控制信号；步骤6、将扩张状态观测器估计出的总扰动信号补偿到初始控制信号中，得到最终的控制信号，最终的控制信号经过PWM发生得到PWM信号，最后经过逻辑运算选择双向Buck-Boost变换器的工作模式，得到开关管的驱动信号，用于驱动开关管工作。2.根据权利要求1所述的一种基于免疫算法的双向DC-DC变换器自抗扰控制方法，其特征在于，所述双向Buck-Boost变换器工作模式的选择方式为：当直流母线电压的反馈值大于给定值的时候，双向DC-DC变换器工作在Buck模式，当直流母线电压的反馈值小于给定值的时候，双向DC-DC变换器工作在Boost模式。3.根据权利要求1所述的一种基于免疫算法的双向DC-DC变换器自抗扰控制方法，其特征在于，所述基于免疫算法的自抗扰控制器的设计过程如下：步骤a、基于双向DC-DC变换器，选择独立式PWM控制方式，分别在Buck模式和Boost模式下建立数学模型；Buck模式下的状态空间平均方程为：Boost模式下的状态空间平均方程为：式中，Vdc为直流母线电压，Vb为超级电容器端电压，Rdc为直流母线侧电源等效内阻，Rb为储能侧的等效内阻，C1为直流母线支撑电容，C2为储能侧的滤波电容，L为电感值，VC1和VC2分别为直流母线支撑电容和滤波电容电压，iL为电感电流，dBuck和dBoost分别为双向DC-DC变换器工作于Buck模式和Boost模式时的占空比；步骤b、根据步骤a中的Buck模式下的状态空间平均方程和Boost模式下的状态空间平均方程分别得出两种模式下控制至电感电流的传递函数：Buck模式：Boost模式：其中，L为电感值，DBoost为Boost模式时占空比的稳态值，IL为电感电流的稳态值；步骤c、设计扩张状态观测器由式(3)得到如下状态方程：由式(4)得到如下状态方程：将式(...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨惠，骆姗，孙向东，张琦，晁凯悦，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。