【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流变换器稳压控制，尤其涉及一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法。
技术介绍
1、近年来，直流变换器在电力变换场景得到广泛引用，包括直流微电网、直流电机驱动等场景。然而，由于存在输入电压波动、负载扰动、参数不确定性、采样误差、未建模扰动等因素，造成直流变换器的输出电压波动，不仅会影响产品性能，还会降低电子元器件的使用寿命，甚至会导致不稳定现象的发生。
2、考虑到直流变换器本身的开关切换性质，因此具有切换特性的滑模控制(smc)适用于直流变换器的控制。传统的smc算法对于匹配扰动具有不敏感性，而无法抵抗对于非匹配扰动的影响。因此，需要设计扰动观测器对扰动进行补偿。
3、随着数字微处理器的发展，目前大多数dc-dc变换器的控制算法都是在数字微处理器上实现的。但现有的控制算法大多是连续时域的，而连续时域算法的性质无法在离散化时得到保证，因此亟需一种离散时域的控制算法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，利用δ算子良好的数值性质设计控制律，直接应用到数字微处理器上并保证了良好性能，使直流变换器在数字控制场景下，跟踪指定参考电压并抵抗扰动的影响，减小调节时间，提升响应的快速性，减小扰动下的电压波动，提升直流变换器的可靠性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，包括以下步骤：
3、s1、采用能量变换法和零阶保持
4、s2、针对步骤s1得到的模型中的各扰动项，设计相应的基于δ算子的扰动观测器，得到各扰动项的对应估计；
5、s3、设计线性滑模变量及相应滑模控制律，并将得到的占空比应用于直流变换器，其中扰动估计项作为补偿项加入到控制律中。
6、优选的，在步骤s1中，带有扰动的直流变换器大信号平均模型为：
7、
8、其中，l为直流电路的电感值，c为直流电路的电容值，r为负载电阻值，vin为输入电压，il为电感电流，vo为输出电压，u为占空比；d1和d2为集总扰动，包括输入电压波动、负载扰动、参数不确定性、采样误差和未建模动态。
9、优选的，在步骤s1中，能量变换法为：
10、
11、其中，x1和x2为变换后得到的新的状态变量；变换后的系统为：
12、
13、其中，
14、
15、而u1为新的输入变量，其与原输入变量u之间的关系为：
16、
17、优选的，在步骤s1中，使用零阶保持器法对模型进行离散化并简化后的模型的形式为：
18、
19、其中，e1和e2为误差信号，其表达式为：
20、
21、其中，t为采样周期，y1,ref和y1,ref分别为y1和y2的参考值。
22、优选的，在步骤s2中，基于δ算子的扰动观测器的形式为：
23、
24、其中，p1和p2为辅助变量，其动态为：
25、
26、其中，l1和l2为观测器增益，其满足
27、优选的，在步骤s3中的线性滑模变量为：
28、s＝e2+ce1
29、其中，c为滑动系数，其满足
30、优选的，在步骤s3中的滑模控制律为：
31、
32、其中，η是切换增益，满足η>0。
33、因此，本专利技术采用上述一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，基于δ算子的扰动观测器作为补偿项加入滑模控制律中，不仅可以抵抗匹配干扰，而且可以抵抗非匹配干扰，从而大大提升了抑制外界扰动的能力。利用δ算子良好的数值性质设计控制律，直接应用到数字微处理器上并保证了良好性能，使直流变换器在数字控制场景下，跟踪指定参考电压并抵抗扰动的影响，减小调节时间，提升响应的快速性，减小扰动下的电压波动，提升直流变换器的可靠性。
34、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δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，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δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，其特征在于，在步骤S1中，带有扰动的直流变换器大信号平均模型为：
3.根据权利要求1所述的一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，其特征在于，在步骤S1中，能量变换法为：
4.根据权利要求1所述的一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，其特征在于，在步骤S1中，使用零阶保持器法对模型进行离散化并简化后的模型的形式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，其特征在于，在步骤S2中，基于δ算子的扰动观测器的形式为：
6.根据权利要求1所述的一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，其特征在于，在步骤S3中的线性滑模变量为：
7.根据权利要求1所述的一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，其特征在于，在步骤S3中的滑模控制律为：
【技术特征摘要】
1.一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，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δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，其特征在于，在步骤s1中，带有扰动的直流变换器大信号平均模型为：
3.根据权利要求1所述的一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，其特征在于，在步骤s1中，能量变换法为：
4.根据权利要求1所述的一种基于δ算子和扰动观测的直流变换器的滑模控制方法，其特征在于，在步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志成，周彤，刘磊，王一晶，杨洪玖，左志强，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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