隔离型三端口DC-DC变换器控制方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种隔离型三端口DC

【技术实现步骤摘要】
隔离型三端口DC
‑
DC变换器控制方法和系统


[0001]本专利技术实施例涉及电力控制技术，尤其涉及一种隔离型三端口DC
‑
DC变换器控制方法和系统。

技术介绍

[0002]隔离型三端口DC
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DC变换器(Direct current
‑
Direct current converter)(以下简称变换器)是基于双有源桥DC
‑
DC变换器衍生而来的新型拓扑结构。该变换器能实现完全的电气隔离和能量的双向流动，具有可靠性高、功率密度高及易于实现输入输出侧电压等级变换等优势。
[0003]现有技术中，为了保证该变换器的稳定运行，需要对其负载端的输出电压和发电端口的输入电流进行控制。传统的控制方式是采用PID(Proportion Integration Differentiation，比例
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积分
‑
微分)控制器进行电压和电流的控制，但是由于该变换器内部各信号之间耦合严重，难以得到较佳的控制器参数，导致动态性能和稳态性能较差、鲁棒性较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种隔离型三端口DC
‑
DC变换器控制方法和系统，以兼顾用车场景，以及用户的用车习惯、容忍度和功能易用性，科学合理地对每个功能痛点进行评价。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种隔离型三端口DC
‑
DC变换器控制方法，包括：
[0006]采用第一控制器对隔离型三端口DC
‑
DC变换器的负载端输出电压进行闭环恒压控制，得到所述第一控制器输出的解耦前第一移相角，所述解耦前第一移相角为发电端与负载端之间的、解耦前的移相角；同时，
[0007]采用第二控制器对所述隔离型三端口DC
‑
DC变换器的发电端输入电流进行闭环恒流控制，得到所述第二控制器输出的解耦前第二移相角，所述解耦前第二移相角为发电端与储能端的之间的、解耦前的移相角；
[0008]根据解耦环节对所述解耦前第一移相角和解耦前第二移相角进行解耦，得到新的第一移相角和新的第二移相角；所述新的第一移相角用于对所述隔离型三端口DC
‑
DC变换器进行移相调制，以调节负载端输出电压；所述新的第二移相角对所述隔离型三端口DC
‑
DC变换器进行移相调制，以调节发电端输入电流；
[0009]其中，所述解耦环节通过以下方法得到：对所述发电端与负载端的平均电流变化量，与解耦前第一移相角变化量、解耦前第二移相角变化量之间的关系进行解耦，得到解耦前第一移相角变化量到发电端的第一解耦环节，以及解耦前第二移相角变化量到负载端的第二解耦环节。
[0010]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
[0011]一个或多个处理器；
[0012]存储器，用于存储一个或多个程序，
[0013]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现任一实施例所述的隔离型三端口DC
‑
DC变换器控制方法。
[0014]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一实施例所述的隔离型三端口DC
‑
DC变换器控制方法。
[0015]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种隔离型三端口DC
‑
DC变换器控制系统，包括上述实施例所述的电子设备以及与所述电子设备连接的移相调制器；
[0016]所述移相调制器用于接收所述电子设备发送的新的第一移相角和新的第二移相角；以及，
[0017]通过所述新的第一移相角对所述隔离型三端口DC
‑
DC变换器进行移相调制，以调节负载端输出电压，通过所述新的第二移相角对所述隔离型三端口DC
‑
DC变换器进行移相调制，以调节发电端输入电流。
[0018]本实施例分别对负载端进行单闭环恒压控制，对发电端进行单闭环恒流控制，并对发电端、负载端的平均电流与移相角之间的耦合关系进行解耦，使得负载端电压控制环和发电端电流控制环相互独立、控制环节和解耦环节相互独立。通过这一方式，一方面使得整体的控制效果发生偏差时能够快速定位问题存在的环节，有利于迅速采取调整措施；另一方面降低了每个环节中的变量关系的分析难度，使计算更为简单。这些均提高了整个控制系统的动态性能和稳态性能，增强了变换器的鲁棒性。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术实施例提供的一种隔离型三端口DC
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DC变换器的电路结构图；
[0021]图2是本专利技术实施例提供的一种隔离型三端口DC
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DC变换器控制方法的流程图；
[0022]图3是本专利技术实施例提供的一种隔离型三端口DC
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DC变换器控制方法的控制回路图；
[0023]图4是本专利技术实施例提供的一种解耦前的电流小信号模型的结构示意图；
[0024]图5是本专利技术实施提供的一种基于平均电流法的前馈解耦模型的结构示意图；
[0025]图6是本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
[0026]图7是本专利技术实施例提供的一种隔离型三端口DC
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DC变换器控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利技术所保护的范围。
[0028]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、
“
水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔离型三端口DC
‑
DC变换器控制方法，其特征在于，包括：采用第一控制器对隔离型三端口DC
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DC变换器的负载端输出电压进行闭环恒压控制，得到所述第一控制器输出的解耦前第一移相角，所述解耦前第一移相角为发电端与负载端之间的、解耦前的移相角；同时，采用第二控制器对所述隔离型三端口DC
‑
DC变换器的发电端输入电流进行闭环恒流控制，得到所述第二控制器输出的解耦前第二移相角，所述解耦前第二移相角为发电端与储能端的之间的、解耦前的移相角；根据解耦环节对所述解耦前第一移相角和解耦前第二移相角进行解耦，得到新的第一移相角和新的第二移相角；所述新的第一移相角用于对所述隔离型三端口DC
‑
DC变换器进行移相调制，以调节负载端输出电压；所述新的第二移相角用于对所述隔离型三端口DC
‑
DC变换器进行移相调制，以调节发电端输入电流；其中，所述解耦环节通过以下方法得到：对所述发电端与负载端的平均电流变化量，与解耦前第一移相角变化量、解耦前第二移相角变化量之间的关系进行解耦，得到解耦前第一移相角变化量到发电端的第一解耦环节，以及解耦前第二移相角变化量到负载端的第二解耦环节。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制器为预测控制器，所述第二控制器为多极点多零点控制器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用第一控制器对隔离型三端口DC
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DC变换器的负载端输出电压进行闭环恒压控制，得到所述第一控制器输出的解耦前第一移相角，包括：获取预测模型，所述预测模型表征了负载端当前实际输出电压、当前解耦前第一移相角与负载端下一时刻预测输出电压的换算关系；根据所述预测模型，计算负载端当前实际输出电压与当前预测输出电压之间的当前原始误差；采用增量式PI控制器对所述当前原始误差进行补偿得到当前补偿后误差，并根据所述当前补偿后误差对下一时刻预测输出电压进行反馈校正；通过保持校正后下一时刻预测输出电压稳定在期望电压，计算当前解耦前第一移相角。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用增量式PI控制器对所述当前原始误差进行补偿得到当前补偿后误差，包括：采用如下公式计算当前补偿后误差E
V
；E
V
＝E
V_last
+k
p
*(X
V
‑
X
V_last
)+k
i
*X
V
其中，X
V
为当前时刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴悠，何绍清，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：