[发明专利]基于平坦理论的双向DC-DC变换器滑模自抗扰控制方法

权利要求书

1.基于平坦理论的双向DC-DC变换器滑模自抗扰控制方法，其特征在于，基于系统状态方程推导出满足平坦系统的内环控制模型，对电流内环采用微分平坦控制并根据等效二阶系统得到控制参数；然后，将电压环能量函数中光伏单元和负载的功率变化及其内部损耗视作总扰动，设计了增阶滤波扩张状态观测器对其进行估计，基于干扰估计信息和滑模控制算法对电压外环构造了滑模自抗扰控制器，具体包括以下步骤：

步骤1：搭建直流微电网的简化模型，得到储能单元状态方程；

步骤2：对直流微电网的双向DC-DC变换器控制系统建模

步骤2.1：电流内环平坦建模；

步骤2.2：电压外环平坦建模；

步骤3：储能单元双向DC-DC变换器的控制器设计

步骤3.1：电流内环微分平坦控制设计；

步骤3.2、电压外环滑模自抗扰控制设计

步骤3.2.1：电压外环模型建立；

步骤3.2.2：增阶滤波扩张状态观测器设计；

步骤3.2.3：滑模自抗扰控制器设计。

2.根据权利要求1的基于平坦理论的双向DC-DC变换器滑模自抗扰控制方法，其特征在于，步骤1中直流微电网结构为分布式电源由最大功率点追踪MPPT控制经过单级变换接入直流母线，储能单元通过双向DC-DC变换器接入直流母线平衡系统功率，负载类型有阻性负载和恒功率负载，其中恒功率负载包括通过DC-DC变换器接入母线的直流负载和通过DC-AC逆变器接入母线的交流负载；

分布式电源选择光伏单元，储能单元选择蓄电池，在储能单元中，v_bat和v_bus分别为储能蓄电池输出电压和直流母线电压；i_L为流过储能电感L的电流；C₁为蓄电池滤波电容；C_bus为直流母线电容；VT₁、VT₂为储能单元的功率开关管，d、d′分别为VT₁、VT₂的占空比，两开关管的控制信号互补即d+d′＝1，只需控制其中一个开关管，另一开关管便可同时动作；

储能单元的状态方程为：

式(1)中，P_L为等效恒功率负载，即为光伏单元输出功率与交流负载功率之和。

3.根据权利要求2的基于平坦理论的双向DC-DC变换器滑模自抗扰控制方法，其特征在于，步骤2.1具体为：

选取双向DC-DC变换器电感电流作为平坦输出变量y_c及状态变量x_c，即有：

y_c＝x_c＝i_L＝ψ_x(y_c) (4)

式(4)中，ψ(y_c)为平坦输出变量y_c的映射函数；

开关管VT₁的占空比作为控制变量u_c，将式(1)变换后得：

式(4)和(5)满足系统的平坦性要求。