[发明专利]降压型DC-DC变换器系统的输出反馈电压控制方法

说明书

本发明属于电力电子控制技术领域，具体地讲涉及降压型DC‑DC变换器系统的输出反馈电压控制方法，包括以下步骤：基于降压型DC‑DC变换器系统的数学模型，得到降压型DC‑DC变换器系统的动态空间表达式，进而求得降压型DC‑DC变换器系统的误差动态方程；对降压型DC‑DC变换器系统进行时间尺度坐标变换；对坐标变换后的降压型DC‑DC变换器系统进行输出反馈控制器设计，基于有限时间观测器对降压型DC‑DC变换器系统进行输出反馈控制器设计。本发明的快速电压控制方法减少了电压的调节时间，提高了降压型DC‑DC变换器系统的鲁棒性。

技术领域

本发明属于电力电子控制技术领域，具体地讲涉及降压型DC-DC变换器系统的输出反馈电压控制方法。

背景技术

DC-DC变换器是一种重要的电力电子元器件，其主要功能是用于实现能量转换，因此广泛应用于许多工业场合，如开关电源、直流电机驱动器、通信设备等。随着分布式电源的发展，要求DC-DC变换器具有高品量、高效率，高稳定的电源供应能力。然而，由于DC-DC变换器的开关操作系统通常是时变的，提高DC-DC变换器控制系统性能便极具挑战性。

目前大多数非线性控制的结果包括有限时间控制方法都是基于全状态反馈，全状态反馈电压调节时间较长，且在有些变量或者参数无法实时监测时，使用全状态反馈方法局限性较大。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，本发明提供了降压型DC-DC变换器系统的输出反馈电压控制方法，该方法减少了电压的调节时间，提高了降压型DC-DC变换器系统的鲁棒性。

为实现上述发明目的，本发明提供了降压型DC-DC变换器系统的输出反馈电压控制方法，包括如下步骤：

S1，基于降压型DC-DC变换器系统的数学模型，得到降压型DC-DC变换器系统的动态空间表达式，进而求得降压型DC-DC变换器系统的误差动态方程；

S2，对降压型DC-DC变换器系统进行时间尺度坐标变换；

S3，对变换后的降压型DC-DC变换器系统进行输出反馈控制器设计，基于有限时间观测器对降压型DC-DC变换器系统进行输出反馈控制器设计。

优选的，所述步骤S1包括如下步骤：

S11，基于降压型DC-DC变换器系统的数学模型，得到变换器系统的动态空间表达式为：

其中V_i是降压型DC-DC变换器系统输入电压，V_o是降压型DC-DC变换器系统的输出电压，是对V_o求导；L、C、R分别为降压型DC-DC变换器系统的电感、电容和负载电阻，i_L是降压型DC-DC变换器系统的电感电流，是对i_L求导；μ(t)是降压型DC-DC变换器系统的控制输入,且μ(t)∈[0,1]；

S12，令输出电压误差x₁(t)＝V_r-V_o，得到变换器系统的误差动态方程为：

其中V_r为参考输出电压，是对x₁(t)求导，是对x₂(t)求导。

进一步优选的，所述步骤S2包括如下步骤：

S21，定义t＝Ns，t、s均为自变量，N为变换系数，其中0＜N＜1,对降压型DC-DC变换器系统进行时间尺度坐标变换，表示如下：