[发明专利]一种用于微弧氧化的电流源脉冲控制方法

权利要求书

1.一种用于微弧氧化的电流源脉冲控制方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1，根据移相全桥DC-DC变换器的状态空间平均模型，建立离散化之后的输出电流预测模型，针对副边侧占空比丢失的情况,对输出电流预测模型进行修正，进而推导输出电流在k+2时刻的预测模型表达式；

步骤2，基于步骤1所得结果，建立评价函数J(k)，求得移相全桥DC-DC变换器实际作用的占空比D_c(k+1)；

步骤3，引入积分补偿环节，对实际电路和控制模型之间的差异导致的稳态误差进行补偿，求得补偿量为ΔI，将ΔI代入步骤2所求得的占空比D_c(k+1)表达式中，计算得到补偿之后的占空比D_cp(k+1)；

步骤4，基于移相全桥DC-DC变换器状态空间平均模型，列写k+2时刻初级侧谐振电感峰值电流表达式求得电流峰值限制为i_Lmaxref时的最大占空比为D_max(k+1)；

步骤5，将步骤3求得的占空比D_cp(k+1)和步骤4求得的最大占空比D_max(k+1)进行比较，选择二者之间数值较小的作为实际作用的占空比。

2.根据权利要求1所述的一种用于微弧氧化的电流源脉冲控制方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：

步骤1.1，根据移相全桥DC-DC变换器输出侧滤波电感电流的状态空间平均模型，建立滤波电感电流的状态方程，如下公式(1)所示：

式中，为移相全桥DC-DC变换器输出滤波电感电流在一个控制周期内的平均值，V_in为移相全桥DC-DC变换器输入电压在一个控制周期内的平均值，V_o为移相全桥DC-DC变换器输出电压在一个控制周期内的平均值，D为理想情况下作用于移相全桥DC-DC变换器原边侧开关管的等效占空比，n为高频变压器副边侧与原边侧的线圈匝数之比，L为变压器原边侧谐振电感折算至变压器副边侧电感值与副边侧滤波电感之和，L的计算过程如下公式(2)所示：

L＝L_f+n²L_r (2)；

步骤1.2，采用欧拉前向法，对步骤1.1输出侧滤波电感电流的状态微分方程进行离散化处理，如下公式(3)所示：

式中，为k+1时刻滤波电感电流的平均值，为k时刻滤波电感电流的平均值，为k时刻输入电压的平均值，为k时刻输出电压的平均值，T_s表示采样周期，D(k)为理想情况下k时刻作用于移相全桥DC-DC变换器原边侧开关管的等效占空比；

步骤1.3，将k时刻作用于全桥变换器原边侧开关管的等效占空比进行修正，修正后实际作用于变换器的占空比D_c(k)为：

D_c(k)＝D(k)+D_loss(k) (4)；

式中，D_loss(k)为k时刻移相全桥DC-DC变换器变压器副边侧相较于原边侧所丢失的占空比；

将式(4)代入式(3)，得到修正后k+1时刻滤波电感电流的预测表达式为：

式中，

由于稳态时输出电容C_o在一个开关周期内的电流平均值为零，故副边侧滤波电感电流平均值和输出电流平均值相等的，即故移相全桥DC-DC变换器输出电流预测模型表达式为，

其中，为k+1时刻全桥变换器输出电流的平均值，为k时刻全桥变换器输出电流的平均值；

步骤1.4，根据式公式(7)推导出k+2时刻的全桥变换器输出电流预测模型表达式：

式中，为k+2时刻变换器输出电流的平均值，D_c(k+1)为k+1时刻经修正后实际作用于原边侧开关管的等效占空比，D_loss(k+1)为k+1时刻变换器变压器副边侧相较于原边侧丢失的占空比。