[发明专利]电力电子功率变换器的复合函数单周期控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种电力电子功率变换器的复合函数单周期控制系统及方法，属于电压变换器控制领域，本发明公开的复合函数单周期控制方法属于非线性控制方法，通过在单周期控制环节中引入合适的复合函数，影响控制系统的雅可比矩阵特征值分布，从而消除控制系统存在的分岔现象，有效扩大控制系统的稳定域。本发明可以在不改变控制系统主电路参数的条件下提高控制系统稳定性，且可以根据不同的设计要求调整复合函数，具有广泛的适用性。

技术领域

本发明涉及电力电子及非线性控制技术领域，涉及一种DC/DC变换器的控制系统及方法，具体涉及一种电力电子功率变换器的复合函数单周期控制系统及方法。

背景技术

DC/DC变换器广泛应用于工业、通讯、消费性电子产品等行业。作为一种非线性系统，在一定运行条件下会出现分岔、混沌等非线性现象。这些非线性现象严重影响系统的稳定性。

传统的线性控制方法无法解决非线性问题。单周期控制作为一种非线性控制方法，因为其具有结构简单、在一个周期内抑制扰动的优点，自提出以来，被广泛的应用于电力电子变换器的控制。但现有的单周期控制无法对分岔进行控制。

因此，设计一种能够对变换器进行分岔控制的复合函数单周期控制系统及方法具有很好的应用价值。

发明内容

本发明的目的是为了控制电力电子功率变换器的非线性现象，提供一种电力电子功率变换器的复合函数单周期控制系统及方法。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于DC/DC变换器的电力电子功率变换器的复合函数单周期控制系统，所述的控制系统包括：检测单元、复合函数单元、乘法器、复位积分器、比较器、RS触发器，其中，

所述的检测单元和外部的Buck-boost变换器相连，所述的检测单元检测得到Buck-boost变换器的输出电压u_o，所检测到的输出电压u_o送入复合函数单元得到复合函数为选定的复合函数，参考电压u_ref和输入电压u_in之和、复合函数经过乘法器后送入复位积分器；同时，参考电压u_ref也需经过复合函数单元得到复合函数复合函数信号与参考电压u_ref经过乘法器得到参考值参考值经过增益元件进行输出；

所述的复位积分器的输出端与增益的输出端分别与所述的比较器的两个输入端相连；所述的比较器用于对所述的乘法器和复位积分器处理得到的信号进行对比，用于提供所述的RS触发器的R端信号，R端为RS触发器的复位端；RS触发器的S端连接时钟信号，RS触发器的输出Q端输出信号即为Buck-boost变换器开关S的驱动信号g(S)。

进一步地，当时钟信号为高电平时，所述的RS触发器的Q端输出高电平，RS触发器的端输出低电平，RS触发器的端作为复位积分器的复位端信号，RS触发器的R端由比较器的输出信号决定，当比较器输出端为高电平时，RS触发器复位，此时RS触发器的Q端输出低电平，RS触发器的端输出高电平。

进一步地，选定的复合函数是在正半轴大于0的绝对单调增函数。

本发明的另一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种电力电子功率变换器的复合函数单周期控制系统的控制方法，通过在每个开关周期保持复位积分器的输出值与参考值相等来实现变换器的控制，所述的控制方法包括下列步骤：