一种基于改进离散趋近律的DC-DC buck变换器滑模控制算法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115940640A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202310048592.3(22)申请日2023.01.31(71)申请人中国电子科技集团公司第五十八研究所地址214000江苏省无锡市滨湖区惠河路5号(72)发明人王明杰魏敬和奚琦张敬兴高营(74)专利代理机构无锡派尔特知识产权代理事务所(普通合伙)32340专利代理师杨立秋(51)Int.Cl.H02M3/156(2006.01)H02M1/08(2006.01)G05B13/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种基于改进离散趋近律的DC-DCbuck变换器滑模控制算法(57)摘要本发明涉及电气自动化设备技术领域，特别涉及一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法。包括如下步骤：步骤1、构建带参数不确定性的DC‑DCbuck变换器的状态空间方程；步骤2、构建离散化误差系统；步骤3、改进离散趋近律；步骤4、滑模控制律的求解；步骤5、非匹配扰动的估计；步骤6、控制算法可行性分析；包括改进离散趋近律的存在和到达性分析、系统鲁棒性分析。本发明为处理带非匹配扰动的离散DC‑DC变换器系统的输出电压跟踪问题。CN115940640ACN115940640A权利要求书1/1页1.一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、构建带参数不确定性的DC‑DCbuck变换器的状态空间方程；步骤2、构建离散化误差系统；步骤3、改进离散趋近律；步骤4、滑模控制律的求解；步骤5、非匹配扰动的估计；步骤6、控制算法可行性分析；包括改进离散趋近律的存在和到达性分析、系统鲁棒性分析。2.如权利要求1所述的一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法，其特征在于，所述步骤1的DC‑DCbuck变换器的状态空间方程，具体表达式如下：3.如权利要求2所述的一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法，其特征在于，所述步骤2的离散化误差系统，具体表达式如下：e(k+1)＝Ae(k)+Bu(k)+d(k)；其中h为采样周期。4.如权利要求3所述的一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法，其特征在于，所述步骤3的改进离散趋近律为：s(k+1)＝βs(k)。5.如权利要求4所述的一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法，其特征在于，所述步骤4的滑模控制律为：u(k)＝(CB)‑1[(1‑qh)s(k)‑α(s(k))εhsgn(s(k))‑CAe(k)‑Cd(k)]。6.如权利要求5所述的一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法，其特征在于，由于所述步骤4的滑模控制律含有不可测的非匹配扰动d(k)，因此控制律无法实现，故设计一个扰动观测器对非匹配扰动d(k)进行观测，通过一系列步骤得到新的离散滑模控制律为：7.如权利要求6所述的一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法，其特征在于，对于误差系统、改进离散滑模控制器、干扰观测器，系统的实际滑模运动轨迹稳定于切换面的的某个区域，该区域为：2CN115940640A说明书1/7页一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法技术领域[0001]本发明涉及电气自动化设备技术领域，特别涉及一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法。背景技术[0002]由于成本低、效率高、结构简单，DC‑DC变换器已经被广泛的应用于不间断电源、电力系统、直流电机、电信设备等工业领域。传统的线性控制方法已经很难解决DC‑DC变换器系统的控制性能问题。为了获得更好的控制性能，基于DC‑DC变换器的固有特性，离散趋近律滑模控制被用来构造DC‑DC变换器的输出电压跟踪控制器。对于离散趋近律，由于采样周期有限，系统滑模运动轨迹在切换面附近存在zig‑zag运动，不再保持在切换面上，而是处在切换面的一个领域内且会来回穿越切换面。导致系统的不变性以及鲁棒性变差。[0003]在传统的离散滑模控制算法中，系统的鲁棒性主要来源于两部分切换增益，一部分是离散趋近律自身参数产生的切换增益；另一部分是外部扰动的上确界产生的切换增益。因此外部干扰需要满足上确界存在且满足匹配条件。但是在工程实际中，由于外部干扰的不可测性以及偶然性，通常情况下匹配条件难以满足，导致了控制系统的不稳定性。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种基于改进离散趋近律的DC‑DCbuck变换器滑模控制算法，本发明为处理带非匹配扰动的离散DC‑DC变换器系统的输出电压跟踪问题。[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了