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专利号: 2023102719140
申请人: 曲阜师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种并联变换器电压输出约束控制方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1,构建综合考虑负载扰动以及线阻不匹配的并联变流器动态数学模型式中,E为直流电压源,Uc为输出电压, 为电感电流,C为滤波电容,L1,L2为滤波电感,μ1,μ2为系统控制输入,R=R0+ΔR,R0为负载电阻标称值,ΔR表示负载扰动,L0为电感L1,L2标称值,D1,D2,D3为表示负载扰动以及线阻不匹配;

步骤2,综合考虑系统电压启动时间、超调量、稳态误差的时变约束边界选取为式中,c1表示电压跟踪误差时变约束边界,c2表示电压跟踪误差变化率时变约束边界,ρ1,ρ1∞,w1,ρ2,ρ2∞,w2为正定标量,ρ1表示电压跟踪误差的超调和下冲最大界,ρ1∞表示稳态误差预设的最大界,w1表征电压启动时间,ρ2表示电压跟踪误差变化率最大界,ρ2∞表示电压稳态误差变化率最大界,w2表征电压变化率稳定时间;

电压和电流控制目标设置为

式中,Ud为期望输出电压;

步骤3,设计负载扰动有限时间观测器、并联电流估计模型以及线阻不匹配微分估计器A)负载扰动有限时间观测器设计为式中, 分别为x1,x2估计值以及干扰D1估计,l1,l2,l3,σ1,σ2为设计的观测器参数;

B)并联电流估计模型设计为

式中, 分别为电流 估计值;

C)线阻不匹配微分估计器设计为式中 , 为 微分 器 输出 , 为 输入 信 号 ,ζ,ξ1,ξ2为待设计的微分估计器参数;

步骤4,采用反推以及有限时间控制技术分别设计电压输出约束控制器以及并联均流控制器A)电压输出约束控制器

取xd=Ud,定义变量e1=x1‑xd, 对于e1有 其中α是虚拟控制输入变量,构造对数型李雅普诺夫函数为 将V1对t求导得令 则式(7)可得到

式中,k1,s1,γ为可设计的控制器参数;

对于 有 构造对数型李雅

普诺夫函数为 将V2对t求导得设计控制输入为

式中,k2,s2为设计的控制器参数;

B)并联均流控制器

定义 则 选取李雅普诺夫函数 将V3对t求导得

设计控制输入为

式中,k3,s3为设计的控制器参数;

C)结合式(9)(10)(11)(12)可得利用杨氏不等式

且由于 则式(13)可以转化成通过参数选取

则式(15)可以写成

所设计的控制器可以实现有限时间输出电压约束及电流控制目标。