功率變換器的能量成形控制研究.pdf

1、運(yùn)用一種新型的端口受控耗散哈密頓(PCHD)系統(tǒng)能量成形原理，研究了兩種非線性控制系統(tǒng)Buck-Boost變換器和三相電壓型AC-DC變換器的建模與反饋控制問題。同時(shí)，對(duì)所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)在MATLAB/SIMULINK軟件環(huán)境下進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的優(yōu)良性能。 首先，綜述了功率變換器控制策略的國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)，并從以下三個(gè)方面進(jìn)行了分析：常規(guī)控制方法、現(xiàn)代控制方法、新型控制方法。更進(jìn)一步，介紹了歐拉-拉格朗

2、日(EL)系統(tǒng)和PCHD系統(tǒng)的能量成形控制方法的發(fā)展?fàn)顩r，給出了系統(tǒng)的無源性、穩(wěn)定性、耗散性的定義，介紹了能量成形和能量平衡方程，并給出了PCHD系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)方法和反饋鎮(zhèn)定理論。 其次，分析了PCHD系統(tǒng)的重要特性，從能量平衡的觀點(diǎn)出發(fā)，分別建立了Buck-Boost變換器和三相電壓型AC-DC變換器的PCHD數(shù)學(xué)模型。為了解決問題，在原始數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分析并建立了兩種功率變換器相應(yīng)的PCHD系統(tǒng)狀態(tài)空間平均(SSA)模

3、型。 第三，采用能量成形控制方法，在PCHD系統(tǒng)的SSA模型基礎(chǔ)上，分別給出了兩種功率變換器的控制器求取過程，此外，對(duì)于Buck-Boost變換器，引入擴(kuò)展積分控制環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)再次進(jìn)行建模和控制器求取。利用MATLAB/SIMULINK仿真軟件，對(duì)已求取的反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，仿真結(jié)果表明，無論是Buck-Boost變換器還是三相電壓型AC-DC變換器，按照PCHD系統(tǒng)能量成形理論所求取的控制器，對(duì)負(fù)載擾動(dòng)及參數(shù)變化均具有較