利索能及
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专利号: 2022103442094
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.电动汽车放电系统的双向DC/DC变换器切换控制方法,包括以下步骤:步骤1,建立双向BUCK/BOOST变换器切换模型;

所述步骤1,具体做法是:

采用公式(1)、公式(2)组建双向BUCK/BOOST变换器切换模型,T

公式(1)中,x(t)=[IL,Uc1,Uc2]为系统状态变量, 为系统状态变量x(t)的导数,t为时间变量;d/dt为对时间求导数函数;R1是低压侧负载电阻;R2是电机内阻;C1是低压侧端电容;C2是高压侧端电容;L是电感;IL为电感电流;UC1表示电容C1两端电压,UC2表示电容C2两端电压;U1表示电源侧电压;U2表示电机侧电压;S为开关函数,表示开关S1,S2的组合,当S1导通、S2截止时,S=1;当S2导通、S1截止时,S=0;Q为电流方向函数,表示双向BUCK/BOOST变换器电路中的能量流动方向,当电感电流为正方向,即工作在Boost模式时Q=1,当电感电流为负方向,即工作在Buck模式时Q=0;

分别表示不同S及Q值下

系统状态参数矩阵和输入参数矩阵,由于S和Q的参数组合共有4种,因此矩阵Ai,bi的矩阵取值状态共有4种,即其下标i={1,2,3,4},公式(1)和(2)共同组成了所建立的双向BUCK/BOOST变换器切换模型;

所述步骤1中,依据开关函数S及电流方向函数Q取值的不同,双向BUCK/BOOST变换器工作过程被划分为4个子系统(i={1,2,3,4}),具体做法是:当双向DC/DC变换器电流方向函数Q=1且开关函数S=0时,为子系统1,当双向DC/DC变换器电流方向函数Q=1且开关函数S=1时,为子系统2,当双向DC/DC变换器电流方向函数Q=0且开关函数S=0时,为子系统3,当双向DC/DC变换器电流方向函数Q=0且开关函数S=1时,为子系统4;

步骤2,基于切换模型设计切换控制器。

2.根据权利要求1所述的电动汽车放电系统的双向DC/DC变换器切换控制方法,其特征在于,所述步骤2,具体做法是:建立双向BUCK/BOOST变换器李雅普诺夫函数式V()为:

T

V(e(t))=e(t) Pe(t)>0(3)

T T

其中e(t)=[IL‑ILr,UC1‑UC1r,UC2‑UC2r] 是系统状态变量与期望值间的差值状态;e(t)表示e(t)的转置;ILr为电感电流IL的期望值;UC1r为电压Uc1的期望值,UC2r为电压Uc2的期望值;P为正定矩阵,选择为:由式(1)可得,式(3)李雅普诺夫函数导数 为:

其中, 是系统状态的导数;mini表示选择取子系统i条件下的最小值;

由李雅普诺夫稳定性定理可知,式(5)结论满足李雅普诺夫稳定性条件,即基于双向BUCK/BOOST变换器切换模型且具有最小李雅普诺夫函数导数的子系统i是稳定的,进一步,可设计切换控制器,即切换规则表示为:其中,σ(t)为切换规则函数; 表示取i={1,2,3,4}个子系统中平均值最小操作,由式(6)可见,通过设计切换规则,即选取公式(6)计算结果最小的子系统状态所对应开关函数S在下一控制周期作用于双向BUCK/BOOST变换器,即可实现双向BUCK/BOOST变换器控制。