1.LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、搭建LCL型光伏并网逆变器系统;
S2、根据LCL型光伏并网逆变器确定并网逆变器状态方程;
S3、通过并网逆变器状态方程,得到精确线性化的标准状态方程;
S4、根据精确线性化的标准状态方程,采用反步法设计基于Lyapunov稳定性定理的LCL型光伏并网逆变器的滑模控制器,然后依据滑模控制器来设计反步滑模系统控制律;
S5、通过映射自适应算法结合反步滑模系统控制律设计自适应反步滑模控制律;
所述通过映射自适应算法设计自适应反步滑模控制律包括滑模趋近律选择:其中 为滑模趋近律,s为滑模面,c为滑模面系数,ε为滑模面的开关增益,选择开关增益ε进行映射自适应算法计算,具体包括:通过自适应律的设计使开关增益ε的估计值 变化在[εmin,εmax]范围内,当时,其中λ为系数,当 大于等于最大值εmax时,如果有继续增大的趋势即 则取值 不变, 当小于等于最小值εmin时,如果有继续减小的趋势即 则取值 不变, 即采用自适应律的设计保证了开关增益的估计值 的变化在[εmin,εmax]范围内。
2.根据权利要求1所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法,其特征在于:还包括采用Lyapunov函数验证控制器的稳定性。
3.根据权利要求1所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法,其特征在于,所述并网逆变器状态方程通过并网逆变器在Z空间的布鲁诺夫斯基标准型进行表示:上式中,z1、z2、z3为Z空间的状态变量,y为输出变量,v为Z空间的控制输入, 为Z空间的状态变量的一阶导数。
4.根据权利要求3所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法,其特征在于,根据并网逆变器状态方程得到精确线性化的标准状态方程,具体包括:根据并网逆变器状态方程算出X空间的非线性控制律为:
上式中,X空间的状态变量为: 输入量为占空比u,Uin为直流输入电源,L1为逆变器侧输出电感,L2为电网侧滤波电感,C为滤波电容,RL为负载,v为Z空间的控制输入,i1为逆变器侧电流,uc为滤波电容的电压,ig为并网电流;
考虑到滤波器参数的实际值与真实值之间的误差导致的不确定变化,将X空间的非线性控制律规律方程改写为精确线性化的标准状态方程,精确线性化的标准状态方程为:上式中, 为Z空间的状态变量的一阶导数, 为总扰动。
5.根据权利要求4所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法,其特征在于,根据精确线性化的标准状态方程,采用反步法设计基于Lyapunov稳定性定理的LCL型光伏并网逆变器的滑模控制器,然后依据滑模控制器来设计反步滑模系统控制律,具体包括:精确线性化模型的控制目标为控制状态变量z1跟踪其参考值zd,根据反步原则,定义跟踪误差e1为z1与zd的差值:设置Lyapunov能量函数F1:
设置Lyapunov能量函数F2: e2为中间虚拟控制量;
设置Lyapunov能量函数F3: e3为中间虚拟控制量;
反步滑模系统控制律为:
其中k1、k2为Lyapunov能量函数的系数。
6.根据权利要求5所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法,其特征在于,采用Lyapunov函数验证滑模控制器的稳定性,具体包括:根据LCL型光伏并网逆变器原理,在一个周期内电感参数和电容参数波动是有限的,因此总扰动 虽为不确定因素但是有界的,令 K为总扰动范围的最大值,控制参数ε≥K,保证Lyapunov能量函数F3的导数≤0,则滑模控制器稳定,反之不稳定。
7.根据权利要求6所述的LCL型光伏并网逆变器的映射自适应反步滑模控制方法,其特征在于,Lyapunov能量函数F3的导数≤0表示为:上式中, 为Lyapunov能量函数F3的导数。