[发明专利]一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法

权利要求书

1.一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法，其特征在于：基于降压变换器的平均状态模型，利用非奇异终端滑模与扰动观测技术结合的控制技术，设计降压变换器的控制器，采用定频PWM方式，通过改变开关器件的占空比来控制其导通或关断，进而实现降压变换器的目标电压输出，包括以下步骤：

步骤一、降压变换器的平均状态模型建立；

步骤二、非奇异终端滑模控制器设计；

步骤三、基于非奇异终端滑模和扰动观测的复合控制设计；

步骤一中的降压变换器的状态空间平均模型为：

其中，i_L是电感电流，u_C是输出电压，V_g是直流电压源，L是电感，R是负载，C是电容，△V_g、△L、△R、△C分别表示对应的扰动不确定因素，可将上述表达式写为：

其中d是开关量，其值取0或1，非匹配干扰d₁(t)和匹配干扰d₂(t)的具体的表达式如下：

步骤二中，取为滑模面方程，其中e₁＝u_C-V_ref为输出电压实际值与参考值误差，为e₁的微分信号，V_ref为输出直流电压参考值，β、p、q为控制器参数，且满足：β>0，p，>q>01<p/q<2，p、q为正奇数；

非奇异终端滑模控制器的设计为

其中为包含了d₁(t)和d₂(t)的扰动值，K>0，为了更好地减少抖振对系统的影响，这里用设计的饱和函数sat(s)替代符号函数sign(s)，并定义饱和函数如下：

其中ε为边界层，0<α<1，这里用边界层代替滑模结构；

步骤三中的扰动观测器设计为：

且加入扰动补偿的复合控制器为：

u为非奇异终端滑模控制器函数，P为非线性扰动观测器内部的一个状态，L′为观测器参数,为前馈，U为系统输入。

2.根据权利要求1所述的一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法，其特征在于：利用非线性扰动观测器，对扰动进行补偿，并与状态反馈形成反馈+前馈的复合控制方案，使得控制器具有更好的抗扰动性,控制器形如(c)，由两部分组成，一部分为状态反馈一部分为前馈

3.根据权利要求1所述的一种功率变换器的复合非奇异终端滑模控制方法，其特征在于：控制对象不仅仅局限于Buck变换器，也包括升压、升降压的功率变换器。