耦合電感型Boost-Buck雙向直流變換器控制策略研究.pdf_第1頁(yè)
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1、雙向直流變換器可實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng),即在保持輸入、輸出電壓極性不變的情況下,能根據(jù)負(fù)載需求改變電流的方向。在需要能量雙向流動(dòng)的場(chǎng)合,可以大幅度減輕系統(tǒng)的重量、減小系統(tǒng)的體積及降低系統(tǒng)成本,因此在儲(chǔ)能系統(tǒng)、通訊站、電動(dòng)汽車(chē)、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、可再生能源發(fā)電等領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者已對(duì)雙向直流變換器拓?fù)浜拖嚓P(guān)控制策略進(jìn)行了大量的研究。
  在直流變換器中,由于功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),從而使得電路的結(jié)構(gòu)會(huì)隨著開(kāi)關(guān)狀態(tài)的變化而發(fā)

2、生變化。對(duì)于雙向直流變換器這一類(lèi)典型的非線性系統(tǒng)而言,應(yīng)用線性控制策略對(duì)其進(jìn)行控制則達(dá)不到應(yīng)有的控制目的(如動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能之間的矛盾等),如在大信號(hào)干擾時(shí),可能導(dǎo)致輸出電壓(電流)畸變或者系統(tǒng)產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。因此,在對(duì)直流變換器進(jìn)行控制時(shí),常采用非線性控制策略,如單周期控制、滑??刂?、模糊邏輯控制等?;?刂剖欠蔷€性控制策略中魯棒性最強(qiáng)的控制策略之一,具有響應(yīng)速度快、對(duì)參數(shù)變化及擾動(dòng)不靈敏等優(yōu)點(diǎn)。
  論文以雙向直流變換器為研

3、究對(duì)象,通過(guò)對(duì)多種雙向直流變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析與比較,結(jié)合中小功率場(chǎng)合(如通訊站,電動(dòng)汽車(chē)雙電源等)的應(yīng)用需求,選擇了新穎耦合電感型Boost/buck雙向直流變換器為主電路拓?fù)洹?br>  在對(duì)新穎耦合電感型 Boost/buck雙向直流變換器基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及變換器在升壓及降壓狀態(tài)下的基本工作原理的學(xué)習(xí)和研究基礎(chǔ)上,驗(yàn)證了利用等值電感代替耦合電感的可行性,得到了電壓增益、開(kāi)關(guān)管電壓與電流應(yīng)力等電路的重要相關(guān)性能指標(biāo)表達(dá)式;設(shè)計(jì)了控制系

4、統(tǒng)中變換器的相關(guān)參數(shù);建立了變換器的小信號(hào)模型并進(jìn)行了降階處理。推導(dǎo)出變換器輸出電壓與占空比的傳遞函數(shù),并詳細(xì)分析了系統(tǒng)在頻域中穩(wěn)態(tài)性能及動(dòng)態(tài)性能。
  針對(duì)耦合電感型 Boost/buck雙向直流變換器在開(kāi)環(huán)時(shí)魯棒性不強(qiáng)等問(wèn)題,提出了基于等效控制理論的定頻滑模控制策略。在降壓狀態(tài)及升壓狀態(tài)下,分別采用直觀分析法與勞斯判據(jù)得到了系統(tǒng)控制系數(shù)的范圍,完成了控制器的設(shè)計(jì)。通過(guò)利用Matlab建立的耦合電感型Boost/buck雙向直流

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