【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源电能变换，尤其是涉及一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法。
技术介绍
1、近年来，随着能源危机的日渐严重，以风能、光能、水电和氢能为代表的绿色、无污染的新能源发电技术受到了人们的广泛关注。将以上能源进行智能控制和应用的新能源混合供电系统也随之迅速发展。在混合供电系统中，锂电池凭借其质量轻、能量密度高、自放电率低和生命周期长等显著优势，发挥了重要作用。双向直流变换器可以应用于锂电池的能量流动、电压控制、功率分配和电池状态估计等方面，但在实际工作中，直流变换器常常会面对外界多种因素的影响，使得其负载电流和电压出现较为强烈的周期性波动，这对变换器的稳定优化控制带来了严峻的挑战。因此，为了提高整个新能源系统的工作性能，在考虑变换器负载端周期性扰动的基础上，需要设计一款基于双向交错变换器的电压调节方法。
2、经过过去几十年的不断发展，自动控制理论涌现了一系列先进的非线性控制方法，例如经典比例积分微分(pid)控制、滑模控制、自适应控制、模型预测控制、鲁棒控制、神经网络控制等。其中，自抗扰技术由韩京清先生在1998年提出，其研发过程凝聚了韩京清研究员对反馈系统中的线性与非线性、控制理论是模型论还是控制论等一系列问题独特的见解，它把作用于被控对象的所有不确定因素都归结为“未知扰动”，而用对象的输入输出数据对它进行估计并给予补偿,突破了“绝对不变性原理”和“内模原理”的局限性。后来，高志强教授将自抗扰控制器改装成线性形式，其控制器参数降低为两个，该理论得到进一步应用和发展。目前，经过二十余年年来的工程化
3、理论与实验结果表明，自抗扰控制器控制性能在很大程度上取决于其观测器性能的好坏。自抗扰控制器本质上是一种线性控制器，其扩张状态观测器带宽有限，估算的周期扰动和实际扰动之间存在一定的稳态误差，故而自抗扰控制难以有效抑制周期扰动。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，解决了线性自抗扰控制器在直流变换器中面对负载端周期性扰动控制的局限性的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，包括以下步骤：
3、s1、构建出双向交错变换器的状态空间方程；
4、s2、针对双向交错变换器设计出基于电压外环和电流内环的双闭环控制结构；首先电流内环采用super-twisting滑模控制算法，并给出变换器的电流内环功率关系；
5、s3、针对步骤s2中获得的电流内环功率关系，利用线性自抗扰控制理论设计扩张状态观测器来估计线性自抗扰控制的系统内外总扰动；
6、s4、针对步骤s3中获得的线性自抗扰控制的系统内外总扰动，根据预先选定的控制带宽设计比例控制器来控制单位增益一阶系统；
7、s5、针对步骤s4中获得的自抗扰控制比例控制器，通过加入准谐振控制器传递函数，获得基于准谐振控制改进型的自抗扰控制比例控制器，完成整个基于准谐振控制改进型的扩张状态观测器的设计过程并进行电压调节，进而实现整个基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法的设计过程。
8、优选的，在步骤s1中，其状态空间方程：
9、
10、其中，l1、l2是变换器的两路输入电感值；rl1、rl2是两个输入电感的寄生电阻；c是变换器的输出电容值；il1、il2是流过两路电感的电流值；vo是变换器的输出电压；d1、d2是变换器的两路开关的占空比。
11、优选的，在步骤s2中，电流内环功率关系如下：
12、
13、其中，we是储存在电容中的能量，pdg是变换器输入功率，ploss是变换器功率损耗，po是变换器额定负载功率，包括线路损耗pline和负载功率pr两部分。
14、优选的，在步骤s3中，线性自抗扰控制的系统内外总扰动设计如下：
15、
16、其中，y＝we，u＝ilref，f0表示变换器系统的总扰动。
17、优选的，在步骤s4中，比例控制器如下：
18、u0＝kp(eref-y)
19、其中，kp为比例控制器增益，eref是输出功率的参考值。
20、优选的，在步骤s5中，基于准谐振控制改进型的自抗扰控制比例控制器如下：
21、
22、其中，gc是准谐振控制器传递函数。
23、因此，本专利技术采用上述结构的一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，具备以下有益效果：
24、本专利技术将准谐振控制器嵌入到观测器的比例控制环节，通过反馈增强了对周期性扰动的抑制能力，进而提高了变换器电压外环的控制性能。本专利技术可以应用到各种各样的直流变换器之中，从而提高被控对象在周期性扰动下的工作性能。相比于线性自抗扰控制方法，本专利技术能够显著抑制直流变换器负载端的周期性扰动。
25、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，其特征在于：在步骤S1中，其状态空间方程：
3.根据权利要求2所述的一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，其特征在于：在步骤S2中，电流内环功率关系如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，其特征在于：在步骤S3中，线性自抗扰控制的系统内外总扰动设计如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，其特征在于：在步骤S4中，比例控制器如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，其特征在于：在步骤S5中，基于准谐振控制改进型的自抗扰控制比例控制器如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，其特征在于：在步骤s1中，其状态空间方程：
3.根据权利要求2所述的一种基于准谐振控制的双向交错变换器电压调节方法，其特征在于：在步骤s2中，电流内环功率关系如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于准谐...
【专利技术属性】
技术研发人员：卓生荣，张睿鑫，金淑丹，刘新宇，马瑜琦，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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