一种Buck-Boost中频逆变主电路参数优选方法技术

本申请涉及一种Buck

【技术实现步骤摘要】
一种Buck
‑
Boost中频逆变主电路参数优选方法


[0001]本申请涉及直流稳压电源的
，尤其是涉及一种Buck
‑
Boost中频逆变主电路参数优选方法。

技术介绍

[0002]针对目前低纹波高稳定度直流稳压电源存在结构复杂、体积大等不足，相关技术提出了一种由三相PWM整流电路、三相交错并联的Buck
‑
Boost中频逆变电路及三相桥式不可控整流电路组成的直流稳压电源拓扑结构；而在不同的输出频率下，Buck
‑
Boost中频逆变电路需对其主电路参数作相应的优化调整，否则会造成其输出电压谐波大、输出电压稳态误差大等问题。
[0003]相关技术公开了一种在不同额定频率下计算BBMC主电路参数的优选方法以实现不同的输出频率下的主电路参数，但该方法只适用于BBMC输出频率在400Hz及以下的低频范围，对于上述的Buck
‑
Boost中频逆变电路的低纹波可调直流稳压电源(输出电压频率必须达到1kHz及以上)而言，上述一种在不同额定频率下计算BBMC主电路参数的优选方法并不适用，因此，需要改进Buck
‑
Boost中频逆变电路的主电路参数优化调整方法。

技术实现思路

[0004]为了设计适用于Buck
‑
Boost中频逆变电路的主电路参数优化调整的方法，本申请提供了一种Buck
‑
Boost中频逆变主电路参数优选方法。
[0005]本申请的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种Buck
‑
Boost中频逆变主电路参数优选方法，包括步骤：
[0007]S10：建立预设的优化对象和预设的优化目标间的数学模型；其中，优化对象为三相交错并联的Buck
‑
Boost中频逆变电路的主电路参数，优化目标包括Buck
‑
Boost中频逆变电路的实际输出电压u
o
与其预设的参考输出电压u
N
间的偏差值Δu，以及Buck
‑
Boost中频逆变电路的实际输出电压u
o
的谐波失真度THD；
[0008]S20：基于所建立的优化对象和优化目标间的数学模型，使用加权和法建立对应的多目标优化模型；
[0009]S30：取任一中频频率作为Buck
‑
Boost中频逆变电路的额定输出频率，采用蛇优化算法对Buck
‑
Boost中频逆变电路的主电路参数进行优化，得到一组最优主电路参数；
[0010]S40：按预设的间隔依次改变Buck
‑
Boost中频逆变电路的额定输出频率，获得n组最优主电路参数；
[0011]S50：将所获得的n组最优主电路参数据与进行数值拟合，得到三相交错并联Buck
‑
Boost中频逆变电路的最优主电路参数与其额定输出频率间的拟合函数关系式。
[0012]本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤S10中，优化对象为三相交错并联的Buck
‑
Boost中频逆变电路的桥臂电感L和电容C。
[0013]本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤S10包括如下步骤：
[0014]S11：取三相交错并联Buck
‑
Boost中频逆变电路的任一相，建立其状态微分方程：
[0015][0016]式中：C、L和R分别为Buck
‑
Boost中频逆变电路的桥臂电容、桥臂电感及负载电阻，u
C
为电容电压，i
L
为电感电流，d为逆变电路中功率开关的占空比，U
dc
为逆变电路输入侧直流电压；
[0017]S12：取三相交错并联Buck
‑
Boost中频逆变电路中电容电压u
C
的交流分量作为该中频逆变电路的实际输出电压u
o
，求解步骤S11中所建立的状态微分方程，实际输出电压u
o
的解析表达式为：
[0018]式中：t为中频逆变电路运行的某一时刻；
[0019]S13：计算实际输出电压u
o
电与参考输出电压u
N
的偏差值Δu为：
[0020][0021]本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤S10还包括如下步骤：
[0022]S14：Buck
‑
Boost中频逆变电路的实际输出电压u
o
的谐波失真度THD计算公式为：
[0023][0024]式中：Y1＝sin(2πd)；Z1＝cos(2πd)；Ts为功率开关的开关周期。
[0025]本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤S20的具体步骤如下：
[0026]S21：创建目标函数f1(L,C)以计算实际输出电压u
o
与参考输出电压u
N
间的偏差值Δu的最小值，
[0027][0028]S22：创建目标函数f2(L,C)以计算实际输出电压u
o
的谐波失真度THD的最小值，
[0029][0030]S23：创建偏差值Δu和实际输出电压u
o
的谐波失真度THD的约束函数为：
[0031][0032]式中：g1(L,C)、g2(L,C)分别为输出电压偏差的约束函数和输出电压谐波失真度的约束函数；A1、A2分别为根据实际情况而预设的常数；
[0033]S24：使用加权和法构建多目标优化目标函数，具体为：
[0034][0035]式中，f(L,C)为多目标优化的目标函数；k1为目标函数f1(L,C)的权重系数，k2为目标函数f2(L,C)的权重系数。
[0036]本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤S30中采用蛇优化算法对Buck
‑
Boost中频逆变电路的主电路参数进行优化，得到一组最优主电路参数，具体包括步骤：
[0037]S31：初始化参数，包括：种群大小N、种群维度dim、最大迭代次数P，取当前迭代次数a的初始值为1；
[0038]S32：随机初始化种群X，其具体表达式为：
[0039]式中：X
i
表示第i个个体所处的位置，r为随机数，X
max
为种群的上边界，X
min
为种群的下边界；
[0040]S33：将种群均分为雄性N
m
和雌性N
f
两组，具体表达式为：
[0041][0042]S34：分别找出雄性种群中适应度最高的个体f
best,m
和雌性种群中适应度最高的个体f
best,f
，并在整个种群中找出适应度最高的个体来表示食物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Buck
‑
Boost中频逆变主电路参数优选方法，其特征在于：包括步骤：S10：建立预设的优化对象和预设的优化目标间的数学模型；其中，优化对象为三相交错并联的Buck
‑
Boost中频逆变电路的主电路参数，优化目标包括Buck
‑
Boost中频逆变电路的实际输出电压u
o
与其预设的参考输出电压u
N
间的偏差值Δu，以及Buck
‑
Boost中频逆变电路的实际输出电压u
o
的谐波失真度THD；S20：基于所建立的优化对象和优化目标间的数学模型，使用加权和法建立对应的多目标优化模型；S30：取任一中频频率作为Buck
‑
Boost中频逆变电路的额定输出频率，采用蛇优化算法对Buck
‑
Boost中频逆变电路的主电路参数进行优化，得到一组最优主电路参数；S40：按预设的间隔依次改变Buck
‑
Boost中频逆变电路的额定输出频率，获得n组最优主电路参数；S50：将所获得的n组最优主电路参数据与进行数值拟合，得到三相交错并联Buck
‑
Boost中频逆变电路的最优主电路参数与其额定输出频率间的拟合函数关系式。2.根据权利要求1所述的一种Buck
‑
Boost中频逆变主电路参数优选方法，其特征在于，所述步骤S10中，优化对象为三相交错并联的Buck
‑
Boost中频逆变电路的桥臂电感L和电容C。3.根据权利要求2所述的一种Buck
‑
Boost中频逆变主电路参数优选方法，其特征在于，所述步骤S10包括如下步骤：S11：取三相交错并联Buck
‑
Boost中频逆变电路的任一相，建立其状态微分方程：式中：C、L和R分别为Buck
‑
Boost中频逆变电路的桥臂电容C、桥臂电感L及负载电阻，u
C
为电容电压，i
L
为电感电流，d为逆变电路中功率开关的占空比，U
dc
为逆变电路输入侧直流电压；S12：取三相交错并联Buck
‑
Boost中频逆变电路中电容电压u
C
的交流分量作为该中频逆变电路的实际输出电压u
o
，求解步骤S11中所建立的状态微分方程，实际输出电压u
o
的解析表达式为：式中：t为中频逆变电路运行的某一时刻；S13：计算实际输出电压u
o
电与参考输出电压u
N
的偏差值Δu为：本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤S10还包括如下步骤：S14：Buck
‑
Boost中频逆变电路的实际输出电压u
o
的谐波失真度THD计算公式为：
式中：Y1＝sin(2πd)；Z1＝cos(2πd)；Ts为功率开关的开关周期。4.根据权利要求2所述的一种Buck
‑
Boost中频逆变主电路参数优选方法，其特征在于，所述步骤S30中采用蛇优化算法对Buck
‑
Boost中频逆变电路的主电路参数进行优化，得到一组最优主电路参数，具体包括步骤：S31：初始化参数，包括：种群大小N、种群维度dim、最大迭代次数P，取当前迭代次数a的初始值为1；S32：随机初始化种群X，其具体表达式为：式中：X
i
表示第i个个体所处的位置，r为随机数，X
max
为种群的上边界，X
min
为种群的下边界；S33：将种群均分为雄性N
m
和雌性N
f
两组，具体表达式为：S34：分别找出雄性种群中适应度最高的个体f
best,m
和雌性种群中适应度最高的个体f
best,f
，并在整个种群中找出适应度最高的个体来表示食物的位置f
food
，其中适应度的计算公式为：
式中：fitness(i,m)为第i个雄性个体的适应度，fitness(i,f)为第i个雌性个体的适应度，函数f(X
i,m
)、ff(X
i,f
)均为步骤S32中建立的多目标优化模型，L<...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜海鹏，
申请(专利权)人：广东轻工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：