用于Boost变换器的无负载电流传感器滑模-预测控制策略

用于Boost变换器的无负载电流传感器滑模-预测控制策略

论文摘要

Boost变换器作为升压DC-DC变换器被广泛应用于光伏发电、储能及电动车领域。然而由于Boost变换器的右半平面零点的频域特性,传统的PI控制策略会限制变换器的动态性能,在较大负载突变的情况下造成较大的输出电压波动,进而造成过压或欠压故障;预测控制可以有效提高动态性能、避免调整控制参数以及可增加系统约束,但由于系统参数不匹配及对损耗的忽略会造成输出电压的稳态静差。为了减小负载突变带来的电压波动同时兼顾稳态特性,本文提出了无负载电流传感器的滑模-预测控制策略,外环采用滑模面生成电感电流指令值,内环采用无差拍预测控制,并使用了滑模观测器来观测电流。该控制策略不需要负载电流传感器,相比PI控制器,不仅可以同时减小负载突变时的输出电压波动和过渡时间,还可以有效限制稳态静差。实验验证了该套控制策略的性能优越性。

论文目录

  • 1 控制策略总体框架
  • 2 无差拍预测控制
  •   2.1 Boost变换器数学模型
  •   2.2 考虑控制器一拍延迟的无差拍预测控制
  • 3 滑模观测器
  • 4 静态误差分析及滑模面设计
  •   4.1 静态误差分析
  •   4.2 滑模面设计
  •   4.3 稳定性分析
  • 5 仿真和实验结果
  • 6 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 石冰清,赵争鸣,魏树生,聂金铜,林云志

    关键词: 电压波动,过渡时间,稳态静差,滑模预测控制,变换器

    来源: 清华大学学报(自然科学版) 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 清华大学电机工程与应用电子技术系,中铁电气化局集团有限公司

    基金: 国家自然科学基金面上项目(51577100),国家自然科学基金重大项目(51490683)

    分类号: TM46

    DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.21.013

    页码: 807-814

    总页数: 8

    文件大小: 5720K

    下载量: 334

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