[发明专利]一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法

说明书

一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法，包括：选定升降压变换器，选定升降压变换器工作电路，选定等效开关、建立等效电路，选定状态变量、建立电路状态方程，选定混杂变量、推导出混杂模型方程，选定可变遗忘因子最小二乘估计方法、观测矩阵及参数矩阵、建立电路参数计算方程，由观测矩阵当前观测值、计算出参数矩阵估值、由参数矩阵估值计算出电路参数辨识值。采用本发明的方法，可实现升降压变换器电路参数在线辨识，适应多场景复合工作模式下全范围参数及开关状态，能自适应调节遗忘因子、快速跟踪电路参数变化、精确估计电路参数稳定值。

技术领域

本发明涉及升降压变换器，更具体地说，涉及一种升降压变换器电路多参数在线辨识的方法。

背景技术

升降压变换器是进行直流电压电流变换并传输能量的电力电子设备，在新能源、通信、电力等行业的电力储能及供能领域得到广泛应用；常配合动力电池组、组成智能高效的储能供能系统。

本发明中升降压变换器，是指采用四个场效应开关管组成两半桥、两半桥分别并联电容，两半桥中点串联电感，构成对称双半桥中置电感H状拓扑电路，采用正端或负端为共接点、形成不隔离的双端口三接点形式，输入及输出的变换相位是同向、即非反相极性，是双向升降压直流变换器，简记为nBuckBoost。

升降压变换器，工作范围宽、变换效率高、功率器件应力低、元件少、体积小；多采用四开关高频脉冲联合调制、形成数字化多模式组合控制方案。运行过程中，功率电感及电容会发生异常、退化、老化，导致性能指标超界，引发变换器性能衰减、软故障、失效甚至事故；当在线监测电感及电容的等效串联电阻时，可利用参数预定界限检查并在异常时进入处置流程、提高可靠性；运行过程中，负载大小会动态改变，输入电压会变动、输出电压及输出电流也可改变设定，此时变换器的稳定性及动态性能依赖常规电压电流模式脉宽调制难以达到优化控制，当在线辨识电路参数值、并在线监测电路参数变动或扰动时，控制系统可及时按实际变动参数、依据非线性动态控制方案的脉冲模式调节，大幅度改善或优化稳定性及动态性能，提高变换器整体性能；目前升降压变换器，在复杂多场景以及复合多模式工况，可数字化控制，如双向功率传送，两管单纯升压调制、两管单纯降压调制、以及双半周期的混合升降压调制、桥臂同步控制及非同步控制，控制过程中的CCM连续传导模式以及DCM不连续传导模式，但缺少合理实用的参数在线辨识技术方案；由此可见，升降压变换器电路参数在线辨识可提高变换器性能和控制水平，具有很强的现实意义和使用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法，该方法通用性强、适应各种工作场景下的复杂及复合工作模式、适应全范围工作参数及开关控制状态，合理实用。

本发明提供的升降压变换器电路参数在线辨识的方法包括如下步骤：

步骤一：选定升降压变换器，所述升降压变换器包括四个开关管组成的两半桥，所述两半桥分别并联电容，所述两半桥中点之间串联电感，所述升降压变换器可按指定方向传输能量，所述升降压变换器是四开关管双向升降压的直流变换器；

步骤二：选定升降压变换器工作电路，包括根据升降压变换器、按能量传送方向及输入输出形式，确定输入端口、输出端口，确定开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、电感L_Z、输出电容C_O，确定输入电压V_I、输出电压V_O、输出电流I_O、电感电流I_L；

步骤三：根据升降压变换器工作电路及开关管状态，选定等效开关，所述等效开关包括：输入侧连接开关ES_I、输出侧连接开关ES_O、输入侧续流开关ES_DI、输出侧续流开关ES_RO，选定续流二极管，所述续流二极管包括：输入侧续流二极管D_I、输出侧续流二极管D_O，建立升降压变换器的等效电路；