一种移相全桥变换器的滑模控制方法以及系统与流程

专利检索2024-12-16  31


本发明实施例涉及变换器控制,具体涉及一种移相全桥变换器的滑模控制方法以及系统。


背景技术:

1、dc/dc直流开关电源的核心是dc/dc转换器,dc/dc变换器主要分为非隔离型和隔离型,其中,在隔离型变换器分类中,移相全桥变换器作为一种优秀的拓扑被广泛应用在高压到低压场合的dc/dc电源中。

2、通常来说,一般使用pid控制器实现对移相全桥变换器的控制,虽然pid控制应用较为广泛,但是其难以适应高精度、较快动态响应快的要求,无法获得最佳的控制效果。

3、为此,亟需提供一种移相全桥变换器的滑模控制方法,以实现对移相全桥变换器的精确控制。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明实施例提供一种移相全桥变换器的滑模控制方法以及系统,能够在较快动态响应下实现了对移相全桥变换器的高精度控制。

2、为实现上述目的,第一方面,本发明实施例提供了一种移相全桥变换器的滑模控制方法,包括:

3、基于移相全桥变换器的拓扑结构,建立移相全桥变换器的平均状态模型;

4、生成与平均状态模型对应的滑模控制器;

5、基于滑模控制器确定与移相全桥变换器对应的移相角度;

6、基于移相角度pwm驱动波形,所述pwm驱动波形用于控制移相全桥变换器中的开关管的导通与闭合。

7、可选的,所述生成与平均状态模型对应的滑模控制器,包括:

8、确定输出电压参考值与输出测量电压的误差以及误差的导数;

9、确定非奇异终端滑模面,所述非奇异终端滑模面根据移相全桥变换器的平均状态模型生成;

10、基于移相全桥变换器的平均状态模型,误差以及误差的导数、非奇异终端滑模面以及指数趋近律生成滑模控制器,所述指数趋近律基于双曲正切函数趋近得到。

11、可选的,所述基于滑模控制器确定与移相全桥变换器对应的移相角度,包括:

12、基于滑模控制器,确定移相全桥电路的原边占空比;

13、基于原边占空比确定移相角度。

14、可选的,所述原边占空比的占空比比值大于等于0,且,小于等于1;所述移相角度的角度大于等于0,且,小于等于π。

15、可选的,所述移相全桥变换器中的开关管q1和开关管q3位于同一桥臂,所述开关管q2和开关管q4位于同一桥臂,同一桥臂上的两个开关管互补,且具有相同的固定频率pwm驱动。

16、第二方面,本发明实施例提供了一种移相全桥变换器的滑模控制系统,包括:

17、平均状态模型建立模块,用于基于移相全桥变换器的拓扑结构,建立移相全桥变换器的平均状态模型;

18、滑模控制器,基于平均状态模型生成;

19、计算模块,用于基于滑模控制器确定与移相全桥变换器对应的移相角度;

20、开关管驱动模块,用于基于移相角度pwm驱动波形,所述pwm驱动波形用于控制移相全桥变换器中的开关管的导通与闭合。

21、可选的,所述滑模控制器,还用于:

22、确定输出电压参考值与输出测量电压的误差以及误差的导数;

23、确定非奇异终端滑模面,所述非奇异终端滑模面根据移相全桥变换器的平均状态模型生成;

24、基于移相全桥变换器的平均状态模型,误差以及误差的导数、非奇异终端滑模面以及指数趋近律生成滑模控制器,所述指数趋近律基于双曲正切函数趋近得到。

25、可选的,所述计算模块,用于基于滑模控制器确定与移相全桥变换器对应的移相角度,包括:

26、基于滑模控制器,确定移相全桥电路的原边占空比;

27、基于原边占空比确定移相角度。

28、可选的,所述原边占空比的占空比比值大于等于0,且,小于等于1;所述移相角度的角度大于等于0,且,小于等于π。

29、可选的,所述移相全桥变换器中的开关管q1和开关管q3位于同一桥臂,所述开关管q2和开关管q4位于同一桥臂,同一桥臂上的两个开关管互补,且具有相同的固定频率pwm驱动。

30、可见,本发明公开了一种移相全桥变换器的滑模控制方法,包括:基于移相全桥变换器的拓扑结构,建立移相全桥变换器的平均状态模型;生成与平均状态模型对应的滑模控制器;基于滑模控制器确定与移相全桥变换器对应的移相角度;基于移相角度pwm驱动波形,所述pwm驱动波形用于控制移相全桥变换器中的开关管的导通与闭合。本发明实施例中可以利用滑模控制器的快速响应、对参数变化和扰动不灵敏等特性,实现了对移相全桥变换器的控制,满足了较快动态响应,实现了高精度的控制。

31、进一步的,本申请中采用的滑模控制器属于适用于非线性、不确定性较大的系统,为此,能够实时根据拓扑结构的运行状态进行调整,降低了外部扰动对系统的敏感度,使系统输出更加平滑,提高了控制方法的鲁棒性。



技术特征:

1.一种移相全桥变换器的滑模控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的移相全桥变换器的滑模控制方法,其特征在于,所述生成与平均状态模型对应的滑模控制器,包括:

3.根据权利要求1所述的移相全桥变换器的滑模控制方法,其特征在于,所述基于滑模控制器确定与移相全桥变换器对应的移相角度,包括:

4.根据权利要求3所述的移相全桥变换器的滑模控制方法,其特征在于,所述原边占空比的占空比比值大于等于0,且,小于等于1;所述移相角度的角度大于等于0,且,小于等于π。

5.根据权利要求1所述的移相全桥变换器的滑模控制方法,其特征在于,所述移相全桥变换器中的开关管q1和开关管q3位于同一桥臂,所述开关管q2和开关管q4位于同一桥臂,同一桥臂上的两个开关管互补,且具有相同的固定频率pwm驱动。

6.一种移相全桥变换器的滑模控制系统,其特征在于,包括:

7.根据权利要求6所述的移相全桥变换器的滑模控制系统,其特征在于,所述滑模控制器,还用于:

8.根据权利要求6所述的移相全桥变换器的滑模控制系统,其特征在于,所述计算模块,用于基于滑模控制器确定与移相全桥变换器对应的移相角度,包括:

9.根据权利要求8所述的移相全桥变换器的滑模控制系统,其特征在于,所述原边占空比的占空比比值大于等于0,且,小于等于1;所述移相角度的角度大于等于0,且,小于等于π。

10.根据权利要求6所述的移相全桥变换器的滑模控制系统,其特征在于,所述移相全桥变换器中的开关管q1和开关管q3位于同一桥臂,所述开关管q2和开关管q4位于同一桥臂,同一桥臂上的两个开关管互补,且具有相同的固定频率pwm驱动。


技术总结
本发明实施例提供了一种移相全桥变换器的滑模控制方法以及系统,其中,方法包括:基于移相全桥变换器的拓扑结构,建立移相全桥变换器的平均状态模型;生成与平均状态模型对应的滑模控制器;基于滑模控制器确定与移相全桥变换器对应的移相角度;基于移相角度PWM驱动波形,所述PWM驱动波形用于控制移相全桥变换器中的开关管的导通与闭合。本发明实施例在较快动态响应下实现了对移相全桥变换器的高精度控制。

技术研发人员:张文生,梁明,蒙祖河,梁第祥
受保护的技术使用者:东莞光亚智能科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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