[发明专利]基于超扭曲控制的DC-DC变换器混沌控制方法、系统及介质

说明书

本发明涉及一种基于超扭曲控制的DC‑DC变换器混沌控制方法、系统及介质，方法包括对DC‑DC变换器进行数学建模，得到所述DC‑DC变换器的状态变量的混沌模型；获取所述混沌模型中混沌状态时的混沌储能值，根据所述混沌储能值获取所述混沌模型中稳态时的储能常量值，并根据所述混沌储能值和所述储能常量值确定误差变量；基于超扭曲控制方法，根据所述误差变量获取估测误差量，并根据所述误差变量和所述估测误差量设计等效滑模控制器，得到所述等效滑模控制器的控制信号；根据所述控制信号对所述DC‑DC变换器进行控制。本发明能有效地将处于混沌状态的DC‑DC变换器控制在1‑周期态轨道运行，有效消除混沌现象，动态响应更快，鲁棒性更强，电压纹波更低。

技术领域

本发明涉及电力电子及混沌控制技术领域，尤其涉及一种基于超扭曲控制的DC-DC变换器混沌控制方法、系统及介质。

背景技术

随着科学技术的不断发展，DC-DC功率变换器的作用日益显著，得到了广泛的应用。在电力电子系统实际应用中，人们经常会发现一些“不正常”现象。例如：在DC-DC变换器中，电压电流波形出现了控制频率的子谐波分量，并明显表现出不规则、非周期运动，造成系统的精度和稳定性下降并伴随刺耳的电磁噪音。近二十年的研究表明，电力电子系统的这种行为不能简单地认为是由诸如电路接触不良、寄生参数或输入参数的扰动等原因造成的，它反映了系统本身固有的非线性特性，实际上是由混沌运动产生的。故DC-DC变换器在一定的条件下会出现混沌现象，导致它们的输出达不到理想值，甚至超过误差允许范围，而且电压纹波会大大增加。

Boost变换器作为最典型的DC-DC变换器之一，其混沌现象的产生及控制问题一直是研究的热点。而传统的控制理论已不能满足日益提高的控制性能要求，因此，在混沌理论的基础上，研究相应的非线性控制策略，将处于混沌态的Boost变换器稳定在单周期态上对提高Boost变换器的性能具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供基于超扭曲控制的DC-DC变换器混沌控制方法、系统及介质。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于超扭曲控制的DC-DC变换器混沌控制方法，包括以下步骤：

步骤1：对DC-DC变换器进行数学建模，得到所述DC-DC变换器的状态变量的混沌模型；

步骤2：获取所述混沌模型中混沌状态时的混沌储能值，根据所述混沌储能值获取所述混沌模型中稳态时的储能常量值，并根据所述混沌储能值和所述储能常量值确定误差变量；

步骤3：基于超扭曲控制方法，根据所述误差变量获取估测误差量，并根据所述误差变量和所述估测误差量设计等效滑模控制器，得到所述等效滑模控制器的控制信号；

步骤4：根据所述控制信号对所述DC-DC变换器进行控制。

本发明的有益效果是：DC-DC变换器由于混沌运动会发生各类非线性特性，工作在混沌状态的DC-DC变换器会引起纹波变大和电压转换效率降低等不良后果，通过对DC-DC变换器进行数学建模得到混沌模型，并根据混沌模型确定误差变量，基于超扭曲控制方法，获取估测误差量，并根据误差变量和估测误差量设计等效滑模控制器，与常规滑模控制相比，本发明的基于超扭曲的滑模控制方法更为稳定，采用超扭曲控制和滑模控制的混合等效控制方法，可以实现在不影响DC-DC变换器的各项性能的前提下，有效地将处于混沌状态的DC-DC变换器控制在1-周期态轨道运行，有效消除混沌现象，采用本发明的混沌控制方法控制DC-DC变换器，动态响应更快，鲁棒性更强，电压纹波更低。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述步骤1中所述DC-DC变换器具体采用BOOST变换器，所述步骤1具体包括以下步骤：