[发明专利]基于扩张状态观测器的交错并联Buck变换器非线性控制方法

权利要求书

1.基于扩张状态观测器的交错并联型Buck变换器非线性控制方法，其特征在于，电流内环采用微分平坦控制，依据系统的状态方程得到了开关控制律；电压外环采用全局快速终端滑模控制，根据滑动模态确定了各相电感电流参考值，并且滑模控制律中不含切换函数，降低了参数调整的难度，为进一步削弱滑模控制引起的抖振，采用扩张状态观测器对总扰动进行估计，并对总扰动进行补偿，具体包括以下步骤：

步骤1：对交错并联型Buck变换器建模；

步骤2、构建用于交错并联型Buck变换器控制的双闭环非线性控制器系统，包括基于全局快速滑模控制FTSM设计的电容电压外环控制器、基于微分平坦控制DFBC设计的电感电流内环控制器以及扩张状态观测器ESO；

步骤3：设计扩张状态观测器ESO，满足ESO对总扰动项进行观测并补偿；

步骤4：电容电压外环采用全局快速滑模控制，使系统状态收敛至平衡态；

步骤5：电感电流内环采用微分平坦控制，计算各相均流控制律，使得内环电流精确跟随参考值，实现交错并联型Buck变换器的非线性控制。

2.根据权利要求1所述的基于扩张状态观测器的交错并联型Buck变换器非线性控制方法，其特征在于，所述步骤1具体为：

所述交错并联型Buck变换器连接有输入电压、并联的电容C与阻性负载R，输入电压信号为v_in，电容两端的电压信号为v_o，所述交错并联型Buck变换器包括二极管D₁、二极管D₂、功率开关S₁、功率开关S₂以及电感L₁、电感L₂，S₁、S₂相位相差180°导通，分别流过电感L₁、L₂的电流信号的叠加为i_L；

根据交错并联型Buck变换器的结构特性，推导得到其状态空间平均模型为：

式(1)中：i_o为负载侧电流，且u₁、u₂分别为功率开关S₁、S₂的导通占空比，且u₁＝u₂。