一种BUCK变换器附加积分定频滑模控制技术

研究表明,将滑模控制技术应用于BUCK变换器时,其所得到的开关频率是不固定的,并且存在滞环滑模技术中的开关频率对噪声较为敏感等缺点。一般在滞环滑模控制系统中加入一个恒定的时间常数电路,或者利用自适应滞环控制技术,但都要引入外部电路,从而增加了电路的功耗。对此提出了一种附加积分项的定频滑模控制技术,通过将二阶标准系统应用到滑模轨迹中,设计了控制器的滑模系数;分析了引入附加积分对控制器性能的影响;为滑模控制器设计了指数趋近律,改善了趋近运动的动态品质;并利用MATLAB仿真验证了所提出的方法,证实了其在DC-DC变换器中具有较强的实用性。

带CPL的直流微电网定频滑模稳定控制

恒功率负载(CPL)固有的负阻抗特性会影响直流微电网中DC/DC变换器的稳定运行,进而使直流微电网陷入不稳定状态。为此,提出了一种带CPL的直流微电网定频滑模稳定控制方法,借助非线性的定频滑模控制策略实现对DC/DC变换器环节的稳定控制,进而使直流微电网免受CPL的不稳定干扰。首先以Boost变换器为例,介绍了恒功率负载的不稳定负载阻抗效应,并推导了对应的Boost变换器离散时间模型,接着提出了基于电流模式控制的离散时间滑模控制方法,并通过额外增加一个外部电压环路确保了闭环系统的稳定性,最后借助仿真和样机实验对所提出的方案进行了验证。实验结果表明,所提出的带CPL的直流微电网定频滑模稳定控制方法可以实现启动浪涌电流限制和确保系统稳定运行,同时拥有良好的稳态性能和瞬态性能。

直流微电网自适应滑模控制策略

为提高微电网的稳定性,提出一种集自适应观测技术、滑模控制方法、定频PWM技术于一体的新型定频PWM自适应滑模控制策略,可在不需要增加额外传感器/硬件电路的情况下实现对状态变量的快速跟踪和调节,便于直流微电网内微电源和负荷的扩展与即插即用,且简化了滤波器的设计难度。同时,采用非线性复合控制方法在恒功率负载突变的情况下实现对母线电压和系统稳定控制的目标。初始状态的合理选择、变切换面的设计,使得状态变量全程处于滑动模态,并且抖振现象得以减轻。在包含光伏电源、燃料电池、蓄电池、双向Buck/Boost变换器、恒功率负载与阻性负载的直流微电网仿真环境中,验证了所提控制方法的有效性。