[发明专利]一种基于扰动观测器的升降压电路抗干扰控制方法

权利要求书

1.一种基于扰动观测器的升降压电路抗干扰控制方法，该电路包括Buck-Boost变换器主电路和控制电路；Buck-Boost主电路包括输入电压、开关管(V_g)、续流二极管(D)、电感、电容及电阻；控制电路包括电流环PI控制器、电压环PI控制器、第一扰动观测器和第二扰动观测器；控制电路输出连接开关管(V_g)的栅极，输入电压正极与开关管(V_g)漏极相连，开关管(V_g)源极与电感的一端和续流二极管(D)负极相连，续流二极管(D)正极与电容的一端和电阻的一端相连，电容另一端、电阻另一端和电感另一端与输入电压负极相连；其特征在于：基于该电路的控制方法包括：电压输出值与电感电流值作为电压外环通道中扰动观测器的两个输入信号，第一扰动观测器估计出的系统扰动前馈至电压环PI控制器，得到电感电流理想值；电压输出值、电感电流值和电流环PI控制器输出值作为电流内环通道中扰动观测器的三个输入信号，第二扰动观测器估计出的系统扰动前馈至电流环PI控制器，得到控制量，送入调制模块得到开关管的驱动信号，从而控制系统稳定输出。

2.根据权利要求1所述基于扰动观测器的升降压电路抗干扰控制方法，其特征在于：控制方法具体步骤如下：

步骤1、建立电感电流连续导通模式下Buck-Boost变换器的电路模型；

步骤1.1、Buck-Boost变换器开关管导通的电路模型为：

其中，v_C为电容两端电压，i_L为电感电流，V_in为输入电压，C为电容值，L为电感值，R为电阻值；

步骤1.2、Buck-Boost变换器开关管断开的电路模型为：

步骤1.3、平均开关模型为：

其中，μ为开关函数，表达式为：

式中，t₀为初始时间，T_on为导通时间，T为开关周期；

步骤2、建立Buck-Boost电路的动态模型：

其中，d₁和d₂分别为输出电压和电感电流中不确定因素引起的扰动，表达式为：

其中，μ*、R₀、C₀、L₀和V_in0分别为μ、R、C、L和V_in的标称值；

步骤3、建立扰动观测器方程：

其中，和分别为d₁和d₂扰动估计值，z₁和z₂分别为v_C和i_L的估计值，l₁和l₂为观测器增益；

扰动估计误差定义为：

将扰动观测器方程代入上式可得：

整理得到扰动估计误差：

步骤4、计算复合控制器控制量；

电压外环输出u₁：

其中，k_p1和k_i1分别为电压外环PI控制器比例和积分系数；

电流内环输出u₂：

其中，k_p2和k_i2分别为电流内环PI控制器比例和积分系数。