[发明专利]一种DC/DC变换器并联外环均流控制方法

权利要求书

1.一种DC/DC变换器并联外环均流控制方法，其特征在于：

(1)将并联系统转换为小信号传递函数模型形式，直流变换器的开环输入阻抗Y_i1、Y_i2，输出电流到输入电流的开环传递函数A_i1、A_i2，占空比到输出电流的开环传递函数G_id1、G_id2，输入电压到输出电压的开环传递函数A_v1、A_v2，开环输出阻抗Z_ol1、Z_ol2，占空比到输出电压的开环传递函数G_ud1、G_ud2，电压调节器H_v1、H_v2，PWM调制器的增益F_m1、F_m2；

(2)根据占空比到输出电压的小信号开环传递函数G_ud1获得内环电压控制器H_v1；

(3)求解单个模块的电压闭环输出阻抗Z_oN，N＝1，2和电压闭环的环路增益T_vN，N＝1，2；单个模块在电压闭环控制下的输出阻抗Z_oN，N＝1，2和T_vN，N＝1，2其表达式分别为：

T_v1＝G_ud1H_v1F_m1

T_v2＝G_ud2H_v2F_m2

T_v1和T_v2为电压闭环的环路增益；

(4)求解均流控制器H_cs的传递函数方程T_v/Z_o的表达式H_cs1＝H_cs2＝H_cs，电流不均衡度为：

Δioio=Zcs2-Zcs1Zcs2+Zcs1=Zo2-Zo1Zo2+Zo1·11+Tcs]]>

式中Δi_o＝i_o1-i_o2为两模块输出电流的偏差，i_o＝i_o1+i_o2为负载电流，T_cs的表达式为：

Tcs=HcsZo1+Zo2·(Tv11+Tv1+Tv21+Tv2)]]>

T_cs为均流环增益不均流程度Δi_o/i_o被(1+T_cs)所抑制，T_v1≈T_v2＝T_v，Z_o1≈Z_o2＝Z_o：

Tcs≈TvZoHcs]]>

T_v/Z_o为单个直流变换器电压环增益与其输出阻抗之比，相当于均流环的开环传递函数；

(5)利用H_∞鲁棒控制中的回路成形理论，通过设置不同性能的频域加权函数W₁和W₂来构造具有理想期望特性的均流环增益T_cs：

(5.1)选择加权函数进行回路成形：将G＝T_v/Z_o成形为期望的开环形状，G＝T_v/Z_o和加权函数W₁，W₂合并成为成形后的受控对象P＝W₂GW₁；

(5.2)形成鲁棒控制器：

(5.2.1)计算ε_max：

ϵmax=(infStabilize||IK(I+PK)-1M~-1||∞)-1=1-||N~M~||H2<1;]]>

式中，和为P正规化分解，即且如果ε_max＞1，则返回步骤(5.1)调整W₁和W₂；

(5.2.2)选择ε＜ε_max，形成鲁棒控制器

||IHcs∞(I+PHcs∞)-1M~-1||∞≤ϵ-1]]>

(5.2.3)组合H_∞控制器和成形函数W₁，W₂，构成最终的均流控制器H_cs：

Hcs=W1Hcs∞W2;]]>

(5.2.4)将获得的均流控制器H_cs进行检验，确认其性能是否满足均流要求，若不满足则执行步骤(5.1)。