一种基于滑模控制的屏栅电源控制方法技术

本发明专利技术基于滑模控制的屏栅电源控制方法，为适应推力器多模式、多输出的工作需求，采用新型混合双H桥拓扑能够在宽输入电压范围下实现宽范围输出电压，同时实现软开关，在大功率运行条件下提升效率、减少热耗；移相模式采用滑模控制能够灵活适应电源输入输出要求，能够具有较强的鲁棒性、满足推力器多工况、多模式下的运行，从而克服传统控制在参数整定计算后，整个过程中参数均是固定不变的，适应性比较差。且在实际系统中，系统状态和参数等会发生变化，体现出电源系统的不确定性，控制器很难达到最佳的控制效果。

A grid power control method based on sliding mode control

【技术实现步骤摘要】
一种基于滑模控制的屏栅电源控制方法
本专利技术涉及大功率开关电源
，具体地涉及一种基于滑模控制的屏栅电源控制方法。
技术介绍
电推进系统具有比冲高、寿命长等显著特点，采用电推进系统已成为提升航天器整体性能与技术水平的重要手段，美国、俄罗斯、欧洲等国外航天技术先进国家和地区在二十世纪九十年代中期，就已经实现了电推进系统在航天器中的商业应用，取得了显著的经济效益。进入二十一世纪后，电推进在航天领域的应用更是日益广泛，截至2017年，世界上采用电推进作为推进系统的航天器已达到200颗以上，其应用范围也得到了极大的拓展，已经从应用初期地球同步轨道(GEO)卫星单纯的东西或南北位保拓展到了全位保(包括东西位保、南北位保、偏心率修正、动量轮卸载及寿命末期高轨等)和轨道提升，美国波音公司开发的世界上首个由电推进系统承担卫星全部推进任务(包括轨道转移和在轨阶段全部位保)的全电推进卫星平台BSS-702SP平台已进入应用阶段。目前，国际上已经形成了离子电推进和霍尔电推进两大主流应用产品，并已将是否采用电推进系统作为衡量大容量、长寿命通信卫星平台先进性的重要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于滑模控制的屏栅电源控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤a:为屏栅电源建立混合双H桥拓扑结构；/n步骤b:对步骤a建立的拓扑结构进行小信号建模，得到屏栅电源拓扑结构的小信号模型；/n步骤c:利用滑模控制方法对移相模式下的屏栅电源进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于滑模控制的屏栅电源控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a:为屏栅电源建立混合双H桥拓扑结构；
步骤b:对步骤a建立的拓扑结构进行小信号建模，得到屏栅电源拓扑结构的小信号模型；
步骤c:利用滑模控制方法对移相模式下的屏栅电源进行控制。


2.根据权利要求1所述的基于滑模控制的屏栅电源控制方法，其特征在于，作为开关管的MOS管A1、MOS管A2、MOS管A3、MOS管A4、MOS管B1、MOS管B2、MOS管B3、和MOS管B4组成混合双H桥结构，并作为屏栅电源的输入电路；
电感L、电容C、二极管D0、二极管D0,1、D0,1、D1,1、D1,2、D1,1、D2,1、D2,2、隔离变压器T1’和隔离变压器T2’组成屏栅电源的输出电路，负载的输出电压为Vo；其中，电感L和电容C组成输出滤波电路，二极管D0、二极管D0,1、D0,1、D1,1、D1,2、D1,1、D2,1、D2,2构成隔离变压器T1和隔离变压器T2二次侧的整流桥。


3.根据权利要求2所述的基于滑模控制的屏栅电源控制方法，其特征在于，移相模式下的屏栅电源具体为，工作模态为屏栅电源的输入电路为并联电路，屏栅电源的输出电路为串联电路下的屏栅电源。


4.根据权利要求3所述的基于滑模控制的屏栅电源控制方法，其特征在于，步骤b具体为，当屏栅电源在工作模态为屏栅电源的输入电路为并联电路，屏栅电源的输出电路为串联电路时，进行小信号建模，包括：
输出滤波电路的传递函数Ho为：



输出滤波电路的输入阻抗z为：



令
占空比对输出电压的传递函数Gvd(s)



占空比对电感电流的传递函数Gid(s)



其中，
控制变量x表示为：



其中，x1为电压误差，x2为电压误差变化率，x3对为电压误差的积分，Vref为输出电压参考值，βvo为输出电压检测值；将公式(3)代入公式(5)中，可以得到屏栅电源的状态空间方程：



其中，Vin为输入电压，化为标准形式得：



其中，





5.根据权利要求4所述的基于滑模控制的屏栅电源控制方法，其特征在于，步骤c中利用滑模控制方法对移相模式下的屏栅电源进行控制具体包括：滑模面设计、控制率设计和可达性条件分析。


6.根据权利要求5所述的基于滑模控制的屏栅电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：董海鹰，张浩，翟浩，高波，张保平，陈昶文，武桐，张凯，安昌祖，陈龙，
申请(专利权)人：兰州交通大学，兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62