1.基于干扰上界估计的降压型直流变换器固定时间滑模控制方法,包括以下步骤:(1)根据降压型直流变换器系统平均模型和状态变量,将降压型直流变换器系统平均模型转换为降压型直流变换器误差动态方程;
(2)根据状态变量设计固定时间滑模面,使初始化系统状态运行到固定时间滑模面;根据系统参数和李雅普诺夫函数定义不确定项干扰;
(3)根据步骤(1)中的关于状态变量的降压型直流变换器误差动态方程和步骤(2)中的固定时间滑模面设计自适应固定时间滑模控制器,并通过设计自适应更新律估计自适应固定时间滑模控制器不确定项干扰的上界的估计值;
(4)使用自适应固定时间滑模控制器,控制降压型直流变换器的输出电压。
2.根据权利要求1所述的基于干扰上界估计的降压型直流变换器固定时间滑模控制方法,其特征在于,在步骤(1)中,降压型直流变换器系统平均模型表示成如公式(1)所示:其中,Vo是输出电压,Vin是输入电压,iC是输出电容电流,L、C、R分别是电感、电容和负载电阻,u是控制输入。
3.根据权利要求2所述的基于干扰上界估计的降压型直流变换器固定时间滑模控制方法,其特征在于,状态变量为:x1=Vo-Vref,
降压型直流变换器误差动态方程的状态空间形式如公式(2)所示:其中,Vref为期望参考输出电压,Vref为正常数。
4.根据权利要求3所述的基于干扰上界估计的降压型直流变换器固定时间滑模控制方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述固定时间滑模面如公式(3)所示:其中, m1、n1、p1、q1为正奇数,m1/n1-p1/q1>1,1<q1/p1<2,α1、β1为正常数,α1>0、β1>0;
固定时间滑模面s的导数为
其中,
5.根据权利要求4所述的基于干扰上界估计的降压型直流变换器固定时间滑模控制方法,其特征在于,在步骤(2)中,不确定项干扰ρ(x1,x2),满足公式(5):ρ(x1,x2)=-κΔF(x1,x2)-ΔM(x1,x2) (5)其中,ΔM(x1,x2)=M(x1,x2)-Mo(x1,x2),ΔF(x1,x2)=F(x1,x2)-Fo(x1,x2),Ro、Lo、Co分别为输出电阻真值、功率电感真值及输出电容真值;
同时,不确定干扰ρ(x1,x2)满足公式(6)中的不等式ρ(x1,x2)≤ρ1+ρ2-|x1|++ρ3|x2|2 (6)其中,ρi为正常数,i=1,2,3。
6.根据权利要求5所述的基于干扰上界估计的降压型直流变换器固定时间滑模控制方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述自适应固定时间滑模控制器表示如公式(7)所示:其中, 为ρ(x1,x2)上界的估计值,m2、n2、p2、q2均为正奇数,m2/n2>1,0<p2/q2<1,α2、β2为正常数,sgn(s)为符号函数。
7.根据权利要求6所述的基于干扰上界估计的降压型直流变换器固定时间滑模控制方法,其特征在于,所述自适应固定时间滑模控制器中不确定项干扰上界的估计值 通过自适应更新律估计,所述自适应更新律如公式(8)所示:其中,γi、ηi为正常数, δi>1/2, 为上界参数ρi估计值,i=1,2,3,
8.根据权利要求7所述的基于干扰上界估计的降压型直流变换器固定时间滑模控制方法,其特征在于,所述自适应固定时间滑模控制器对系统稳定性的量化方法为使用李雅普诺夫函数,如公式(9)所示:其中, 为ρi的估计误差值,
对V求导可得
将式(4)代入式(10)可得
将公式(5)、公式(6)及公式(7)、公式(8)代入公式(11)可得根据公式(9)和公式(12),可得
其中, Δi为 的上界,即满足 Δi为
正常数,i=1,2,3;判定系统状态变量能在固定时间内收敛到包含平衡点的邻域内。