基于Lyapunov理論的電力電子變換器切換控制方法研究.pdf

1、電力電子變換器廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，其工作過程中隨著開關(guān)器件的狀態(tài)在不同的子系統(tǒng)之間切換，是一類典型的線性切換系統(tǒng)。這類系統(tǒng)本質(zhì)上是非線性的，然而傳統(tǒng)變換器建模分析方法如小信號(hào)模型是在模型近似處理后，利用線性系統(tǒng)理論進(jìn)行的，這使得變換器的根多特性不能被深刻地認(rèn)識(shí)，甚至是變換器的全局穩(wěn)定性都不能完全確定。運(yùn)用切換系統(tǒng)理論對變換器進(jìn)行分析和控制不需要進(jìn)行任何近似處理，能夠直接反映系統(tǒng)的本質(zhì)工作狀態(tài)，期望能夠解決傳統(tǒng)方法不能解決的問題。目前電力

2、電子變換器的切換控制研究尚處于初級(jí)階段，有了一些方法．但是仍然不夠完善。
　　本文從切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性出發(fā)，使用Lyapunov理論對電力電子變換器進(jìn)行穩(wěn)定性分析：一、對Boost變換器建立切換仿射模型，根據(jù)切換平衡點(diǎn)將其轉(zhuǎn)換為穩(wěn)態(tài)平衡點(diǎn)為原點(diǎn)的誤差模型。二、使用儲(chǔ)能元件的能量函數(shù)作為變換器的兆同Lyapunov函數(shù)(CLF)，設(shè)計(jì)切換規(guī)則使得Lyapunov函數(shù)值在任意時(shí)刻都是下降的，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、給變換囂切換模型的每

3、個(gè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)Lyapunov函數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定的條件，構(gòu)建矩陣不等式、設(shè)計(jì)切換控制器，使用離線工具箱求解矩陣不等式可得到多Lyapunov函數(shù)(MLF)的系數(shù)矩陣。四、對于穩(wěn)態(tài)平衡點(diǎn)未知的切換系統(tǒng)，本文使用高通濾波器進(jìn)行處理。五、當(dāng)電路元件存在內(nèi)阻或大信號(hào)擾動(dòng)時(shí)。切換系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)平衡點(diǎn)受到影響，導(dǎo)致切換控制方法存在靜態(tài)誤差。針對這一現(xiàn)象本文提出一種新的PI參考電流補(bǔ)償器，可以有效解決輸出電壓的靜態(tài)誤差問題。
　　仿真和實(shí)驗(yàn)對上述