一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法技术

本发明专利技术公开了一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法，该方法提出了一种无源控制器，即使在没有负载精确信息的情况下也能保证输出电压的稳定。然后，设计了一种浸入与不变观测器，用于在线估计输入电压。通过将估计值引入所述无源控制器，实现了对带ZIP负载的直流降压变换器的自适应无源控制。所提出的控制器不需要负载、输入电压信息就能保证闭环系统的指数收敛性。最后，通过仿真验证了本发明专利技术控制器的有效性。本发明专利技术提供的一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法，能保证闭环系统的局部渐近收敛，控制性能良好且鲁棒性、抗干扰性强。抗干扰性强。抗干扰性强。

【技术实现步骤摘要】
一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法


[0001]本专利技术涉及一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法，具体涉及一种无源控制器和一种浸入与不变性观测器，将两者结合形成一种自适应无源控制方法，属于电力电子变换器


技术介绍

[0002]在电力系统中，直流变换器经常用作电源和负载之间的接口，为电气设备提供合适的工作环境。直流降压变换器是基本的直流变换器之一，用于降低输出端口的电压，其控制性能将直接影响系统的电能质量。也因此，降压变换器的控制问题已经引起了很多学者的关注，已有大量针对直流降压变换器控制问题的研究结果。
[0003]需要注意的是，目前绝大部分的研究是围绕带电阻负载的直流变换器展开的。然而，随着科技的发展，电力系统的结构日益复杂、用电设备日趋多样，ZIP负载开始广泛出现在电力系统中。ZIP负载是一种由电阻负载、恒功率负载(CPL)、恒电流负载(CCL)并联形成的负载，它的结构更为复杂，且会向系统中引入非线性、负阻抗特性。这一方面严重影响了系统的稳定性，另一方面也极大提高了系统的复杂度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：获取带ZIP负载的直流降压变换器的数学模型，将数学模型转换成端口哈密顿系统；步骤2：构建输入电压观测器；步骤3：通过端口哈密顿系统，构建哈密顿系统的无源控制器；步骤4：根据输入电压观测器获得带ZIP负载的直流降压变换器的闭环系统的输入电压观测实时数据值，根据输入电压观测实时数据值和哈密顿系统的无源控制器获得自适应无源控制律；步骤5：将自适应无源控制律输入PWM模块，得到频率固定且占空比可控的直流降压变换器开关管驱动信号，实现了对带ZIP负载直流降压变换器的控制。2.根据权利要求1所述的一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法，其特征在于：所述带ZIP负载的直流降压变换器的闭环系统，包括：电源，直流降压变换器，ZIP负载，电源与直流降压变换器的输入端相连接，ZIP负载与直流降压变换器的输出端相连接。3.根据权利要求1所述的一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法，其特征在于：所述数学模型计算公式如下：其中，R为ZIP负载电阻分量阻值，i为ZIP负载电流分量电流值，P为ZIP负载功率分量功率值，E为直流降压变换器输入电压，d为直流降压变换器开关管控制信号占空比，C为直流降压变换器电容的标称值，L为直流降压变换器电感的标称值，x1为直流降压变换器中电感电流，x2为直流降压变换器中输出电压，为x1对时间的一次导数、为x2对时间的一次导数。4.根据权利要求3所述的一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法，其特征在于：所述端口哈密顿系统计算公式如下：其中，H(x1,x2)为哈密顿系统的储存函数。5.根据权利要求4所述的一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法，其特征在于：6.根据权利要求3所述的一种带ZIP负载的直流降压变换器自适应无源控制方法，其特征在于：所述输入电压观测器计算公式如下：
其中，为输入电压观测器状态，β为输入电压观测器增益，为输入电压观测实时数据值，为输入电压观测器状态对时间的一次导数，x1为直流降压变换器中电感电流，x...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺伟，商誉楷，李涛，郑柏超，宋公飞，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：