[发明专利]LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法

权利要求书

1.LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、搭建LCL型光伏并网逆变器系统；

S2、根据LCL型光伏并网逆变器确定并网逆变器状态方程；

S3、通过并网逆变器状态方程，得到精确线性化的标准状态方程；

S4、根据精确线性化的标准状态方程，采用反步法设计基于Lyapunov稳定性定理的LCL型光伏并网逆变器的滑模控制器，然后依据滑模控制器来设计反步滑模系统控制律；

S5、通过映射自适应算法结合反步滑模系统控制律设计自适应反步滑模控制律。

2.根据权利要求1所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法，其特征在于：还包括采用Lyapunov函数验证控制器的稳定性。

3.根据权利要求1所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法，其特征在于，所述并网逆变器状态方程通过并网逆变器在Z空间的布鲁诺夫斯基标准型进行表示：

上式中，z₁、z₂、z₃为Z空间的状态变量，y为输出变量，v为Z空间的控制输入，为Z空间的状态变量的一阶导数。

4.根据权利要求3所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法，其特征在于，根据并网逆变器状态方程得到精确线性化的标准状态方程，具体包括：

根据并网逆变器状态方程算出X空间的非线性控制律为：

上式中，X空间的状态变量为：输入量为占空比u，U_in为直流输入电源，L₁为逆变器侧输出电感，L₂为电网侧滤波电感，C为滤波电容，R_L为负载，v为Z空间的控制输入，i₁为逆变器侧电流，u_c为滤波电容的电压，i_g为并网电流；

考虑到滤波器参数的实际值与真实值之间的误差导致的不确定变化，将X空间的非线性控制律规律方程改写为精确线性化的标准状态方程，精确线性化的标准状态方程为：

上式中，为Z空间的状态变量的一阶导数，为总扰动。

5.根据权利要求1或3所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法，其特征在于，根据精确线性化的标准状态方程，采用反步法设计基于Lyapunov稳定性定理的LCL型光伏并网逆变器的滑模控制器，然后依据滑模控制器来设计反步滑模系统控制律，具体包括：

精确线性化模型的控制目标为控制状态变量z₁跟踪其参考值z_d，根据反步原则，定义跟踪误差e₁为z₁与z_d的差值：

设置Lyapunov能量函数F₁：

设置Lyapunov能量函数F₂：e₂为中间虚拟控制量；

设置Lyapunov能量函数F₃：e₃为中间虚拟控制量；

滑模趋近律选择：其中，为滑模趋近律，s为滑模面，c为滑模面系数，ε为滑模面的开关增益；

反步滑模系统控制律为：

6.根据权利要求1所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法，其特征在于，通过映射自适应算法设计自适应反步滑模控制律包括：选择开关增益进行映射自适应算法计算。

7.根据权利要求6所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法，其特征在于，选择开关增益ε进行映射自适应算法计算具体包括：

通过自适应律的设计使开关增益ε的估计值变化在[ε_min,ε_max]范围内：

当超过最大值时，如果有继续增大的趋势，即则取值不变，当超过最小值时，如果有继续减小的趋势，即则取值不变，