【技术实现步骤摘要】
一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法
本专利技术涉及升降压变换器，更具体地说，涉及一种升降压变换器电路多参数在线辨识的方法。
技术介绍
升降压变换器是进行直流电压电流变换并传输能量的电力电子设备，在新能源、通信、电力等行业的电力储能及供能领域得到广泛应用；常配合动力电池组、组成智能高效的储能供能系统。本专利技术中升降压变换器，是指采用四个场效应开关管组成两半桥、两半桥分别并联电容，两半桥中点串联电感，构成对称双半桥中置电感H状拓扑电路，采用正端或负端为共接点、形成不隔离的双端口三接点形式，输入及输出的变换相位是同向、即非反相极性，是双向升降压直流变换器，简记为nBuckBoost。升降压变换器，工作范围宽、变换效率高、功率器件应力低、元件少、体积小；多采用四开关高频脉冲联合调制、形成数字化多模式组合控制方案。运行过程中，功率电感及电容会发生异常、退化、老化，导致性能指标超界，引发变换器性能衰减、软故障、失效甚至事故；当在线监测电感及电容的等效串联电阻时，可利用参数预定界限检查并在异常时进入处置流程、提高可靠性；运行过程中，负载大小会动态改变，输入电压会变动、输出电压及输出电流也可改变设定，此时变换器的稳定性及动态性能依赖常规电压电流模式脉宽调制难以达到优化控制，当在线辨识电路参数值、并在线监测电路参数变动或扰动时，控制系统可及时按实际变动参数、依据非线性动态控制方案的脉冲模式调节，大幅度改善或优化稳定性及动态性能，提高变换器整体性能；目前升降压变换器，在复杂多场景以及复合多模式工况，可数字化控制，如...
【技术保护点】
1.一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n步骤一：选定升降压变换器，所述升降压变换器包括四个开关管组成的两半桥，所述两半桥分别并联电容，所述两半桥中点之间串联电感，所述升降压变换器可按指定方向传输能量，所述升降压变换器是四开关管双向升降压的直流变换器；/n步骤二：选定升降压变换器工作电路，包括根据升降压变换器、按能量传送方向及输入输出形式，确定输入端口、输出端口，确定开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、电感L
【技术特征摘要】
1.一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：选定升降压变换器，所述升降压变换器包括四个开关管组成的两半桥，所述两半桥分别并联电容，所述两半桥中点之间串联电感，所述升降压变换器可按指定方向传输能量，所述升降压变换器是四开关管双向升降压的直流变换器；
步骤二：选定升降压变换器工作电路，包括根据升降压变换器、按能量传送方向及输入输出形式，确定输入端口、输出端口，确定开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、电感LZ、输出电容CO，确定输入电压VI、输出电压VO、输出电流IO、电感电流IL；
步骤三：根据升降压变换器工作电路及开关管状态，选定等效开关，所述等效开关包括：输入侧连接开关ESI、输出侧连接开关ESO、输入侧续流开关ESDI、输出侧续流开关ESRO，选定续流二极管，所述续流二极管包括：输入侧续流二极管DI、输出侧续流二极管DO，建立升降压变换器的等效电路；
步骤四：根据升降压变换器的工作电路及其等效电路，选定状态变量，所述状态变量包括电感电流IL和输出电压VO，建立升降压变换器的电路状态方程；
步骤五：根据升降压变换器的电路状态方程，选定状态变量和开关变量以及乘积、按相关性合并约简，选定混杂变量，推导出混杂模型方程；
步骤六：选定升降压变换器工作电路的开关控制状态，获取开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4的开关状态值，并依据电感电流IL，确定等效电路中的输入侧连接开关ESI、输出侧连接开关ESO、输入侧续流开关ESDI、输出侧续流开关ESRO的开关状态值；
步骤七：选定可变遗忘因子最小二乘估计方法，由升降压变换器工作电路，依据混杂模型方程，选定观测矩阵、参数矩阵，建立最小二乘递推更新方程、选定递推初始值，建立电路参数计算方程；
步骤八：获取升降压变换器的观测值，所述观测值包括：当前时刻的电感电流IL、输出电压VO的观测数据，获取当前时刻的开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4的开关状态值、由步骤六得到当前时刻的输入侧连接开关ESI、输出侧连接开关ESO、输入侧续流开关ESDI、输出侧续流开关ESRO的开关状态值，按上述步骤七可变遗忘因子最小二乘方法，由递推更新方程、根据观测矩阵当前观测值、计算参数矩阵的估值，由电路参数计算方程、计算得到电路参数辨识值。
2.根据权利要求1所述一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法，其特征在于：所述升降压变换器包括开关管VM1、开关管VM2、开关管VM3、开关管VM4，二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4，电感Lz，电容Cp、电容Cb，负载电阻RO，P侧端口，B侧端口；二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4和开关管VM1、开关管VM2、开关管VM3、开关管VM4对应并联，P侧端口正端为P+、P侧端口负端为P-、P侧端口两端电压为Vp，按开关管VM1是上管、开关管VM2是下管连接组成P侧半桥、半桥正端与P+连接、半桥负端与P-连接、半桥两端并联电容Cp、半桥中点为BZp，B侧端口正端为B+、B侧端口负端为B-、B侧端口两端电压为Vb，按开关管VM4是上管、开关管VM3是下管连接组成B侧半桥、半桥正端与B+连接、半桥负端与B-连接、半桥两端并联电容Cb、半桥中点为BZb，电感Lz串接于P侧半桥中点BZp与B侧半桥中点BZb之间，选定P侧端口及B侧端口的正端或负端作为共接点G，构成双侧半桥H形双端口网络；所述开关管包括场效应管，所述二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4为对应场效应管的寄生二极管或外接二极管。
3.根据权利要求2所述一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法，其特征在于：所述升降压变换器工作电路是升降压变换器按能量传送方向及输入输出形式工作的电路；当能量方向是由P侧端口流向B侧端口，P侧端口是输入端口、B侧端口是输出端口，P侧端口接入输入电源、电压Vp记为输入电压VI，B侧端口接入负载RO、B侧端口电容Cb记为输出电容CO、电压Vb记为输出电压VO、电流Ib记为输出电流IO，开关管VM1记为Q1、开关管VM2记为Q2、开关管VM3记为Q3、开关管VM4记为Q4、P侧桥臂记为输入桥臂BSI、B侧桥臂记为输出桥臂BSO；当能量方向是由B侧端口流向P侧端口，B侧端口是输入端口、P侧端口是输出端口，B侧端口接入输入电源、电压Vb记为输入电压VI，P侧端口接入负载RO、P侧端口电容Cp记为输出电容CO、电压Vp记为输出电压VO、电流Ip记为输出电流IO，开关管VM4记为Q1、开关管VM3记为Q2、开关管VM2记为Q3、开关管VM1记为Q4、B侧桥臂记为输入桥臂BSI、P侧桥臂记为输出桥臂BSO。
4.根据权利要求2所述一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法，其特征在于：建立等效电路包括：确定共接点G，所述共接点是输入端口的正端及输出端口的正端、或者是输入端口的负端及输出端口的负端，相对于共接点G，输入端口中另一端点是输入连接点记为TPI、输出端口中另一端点是输出连接点记为TPO，选定等效电路元件：输入侧连接开关ESI、输出侧连接开关ESO、输入侧续流开关ESDI、输出侧续流开关ESRO、输入侧续流二极管DI、输出侧续流二极管DO；所述等效电路是，输入连接点TPI与节点Si.1连接，节点Si.0与节点Sdi.sc连接，节点Sdi.1通过串联二极管DI与共接点G连接、二极管DI的极性是导通电流维持电感Lz续流方向，节点Sdi.0与共接点G连接，在节点Si.sc与节点So.sc之间、串联接入电感Lz及电阻RL，输出连接点TPO与节点So.1连接，输出连接点TPO与节点Sro.1通过串联二极管DO连接、二极管DO的极性是导通电流维持电感Lz续流方向，节点So.0与节点Sro.sc连接，节点Sro.0与共接点G连接，输出电容CO串接电阻RC后与输出连接点TPO及共接点G连接，输出负载RO两端点与输出连接点TPO及共接点G连接；
所述电阻RL是电感Lz的等效串联电阻，所述电阻RC是输出电容CO的等效串联电阻，所述节点Si.sc、节点Si.1、节点Si.0是输入侧连接开关ESI的选通、高值1、低值0的状态节点，所述节点So.sc、节点So.1、节点So.0是输出侧连接开关ESO的选通、高值1、低值0的状态节点，所述节点Sdi.sc、节点Sdi.1、节点Sdi.0是输入侧续流开关ESDI的选通、高值1、低值0的状态节点，所述节点Sro.sc、节点Sro.1、节点Sro.0是输出侧续流开关ESRO的选通、高值1、低值0的状态节点。
5.根据权利要求2所述一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法，其特征在于：根据升降压变换器等效电路、选定电感电流IL和输出电压VO为状态变量，依据输出电容CO及电感Lz的微分方程、各开关状态中的连接关系及电压电流方程，建立电路状态方程为：
L*dIL/dt＝SI*VI-SDI*VDI-SO*VO-SRO*(VO+VDO)-RL*IL，
C*dVC/dt＝IC，IC＝(SO+SRO)*IL-IO，IO＝VO/RO，VO＝VC+RC*IC，
其中，VI是输入电源电压，Io是输出电流且不为0，...
【专利技术属性】
技术研发人员：段志刚，
申请(专利权)人：北京兴达智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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