[发明专利]一种机载电源多路恒压输出的控制方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及电源领域，具体涉及一种机载电源多路恒压输出的控制方法。

背景技术

机载用电设备要求较高的供电质量，电压调整精度、频率调整精度、交流电压波形正弦度、电压浪涌和尖峰等都有一定的技术标准。

通常一台发动机上有1～2台发电机，因此多发动机飞机上装有许多台发电机。直流电源系统中的发电机都并联工作。交流发电机有的并联工作，有的不并联工作。不并联工作的交流电源系统较为简单；并联系统则比较复杂，但电源容量大，负载的波动对电源电压和频率的影响较小，故电能质量高，且不易中断供电。

目前，如航空高尖端领域，需要功率变换器能够具备在故障状态下实现容错运行的能力。功率器件作为构成各种功率变换器的基本器件，当功率器件损坏时，必将导致功率变换器失去运行能力，甚至引发灾难性的后果，因此对功率变换器的容错控制研究是非常有必要的。容错，就是容忍故障的简称。随着科学技术的发展，对电源系统的稳定性与可靠性要求越来越高。

电力电子变换器是实现机载电源变换和有效利用的关键装置，电力电子变换器由连续变量系统和离散事件动态系统相互作用而形成统一的动态系统。在每一开关状态下电路可能是线性的，但是按照一定规律对开关状态的切换又使得整个系统变为不连续的非线性系统。

传统的电力电子变换器的分析和设计采用小信号线性化方法得到忽略开关状态的线性模型，这种模型虽然能够方便地利用传统的频域设计方法，但是存在的问题是当变换器工作点发生大范围变化时，系统性能变差，同时在信号大范围变化时有可能会出现不可预期的不稳定现象。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种机载电源多路恒压输出的控制方法，该方法针对DC/DC变换器电流参考值，不需测量输入和负载，根据输出误差调节电流参考值，从而提高稳态精度的方法，实现了自动调节切换控制，能够在保证DC/DC变换器控制全局稳定性的同时对输入电压、负载等变化具有鲁棒性，加快了多路输出电压的响应速度。

为了实现上述目的，本发明提供一种机载电源多路恒压输出的控制方法，其特征在于，DC/DC多路分压变换模块向多路负载提供稳定的电压，所述DC/DC多路分压变换模块从AC/DC模块和/或储能模块获取电能。

优选的，

DC/DC多路分压变换模块具有多个二阶电子变换器，每个二阶变换器均至少向一路机载负载进行供电。

优选的，建立电力电子变换器的切换控制器的控制模型，简称为切换系统模型，根据所述切换系统模型对二阶电力电子变换器进行控制，以输出恒定且满足负载需求的电压。

优选的，输出恒定且满足负载需求的电压具体控制方式如下：

设模型为二阶，则二阶变换器的切换系统模型如下：

其中的是系统的状态变量，是常数矩阵，对于二阶系统来说n_x＝2，m是切换系统子系统的个数；一般而言，x＝[x₁ x₂]^T，x₁为电感电流，x₂为输出电压，上标T表示向量转置；

设系统状态变量的期望值x_d为恒值，则得到误差系统函数是：

e＝x(t)-x_d(t)

k_i是定义的一个常数矩阵，(X(t)与一样)是系统的状态变量，x_d(t)实际上就是前面提到的状态变量期望值；

定义v_i(e(t))为切换子系统i的Lyapunov函数，表示为：

v_i(e(t))＝e(t)^TP_ie(t)+e(t)^TS_i， (3)

其中P_i为对称阵，满足下式：

其中α_i＞0为给定常数，M为相应维数的对称矩阵，S_i^T、A_i^T、k_i^T分别是S_i、A_i、k_i的转置，先求解不等式(4)和(5)得到P_i及S_i，进而按照式(3)计算v_i(e(t))；