本技术旨在提升DAB变换器的无差拍预测控制性能,涉及变换器技术。具体步骤包括:对双有源桥DC-DC变换器的电气参数进行测量;开发超螺旋扰动观测器;以及应用该观测器来增强控制鲁棒性。
背景技术
双有源桥DC-DC变换器(DAB)无差拍输出电压控制对于系统参数的准确性极其敏感,在实际应用中随着环境的变化或元件的老化,DAB变换器的内部高频变压器电感和直流输出电容的值会发生不可忽略的变化,这种变化可能导致控制系统性能下降。此外,测量和制造过程中的潜在误差也会进一步影响系统参数的准确性,如出现稳态误差、动态性能变差、并联结构中的环流问题,从而加剧控制难度。
在某些极端情况下,参数不准确可能导致系统出现振荡,严重威胁控制系统的稳定性,并可能引发过压和过流等安全隐患。特别是当高频变压器的励磁能力有限时,参数的不准确可能导致高频变压器饱和,从而引发意外的电流应力,对变换器造成潜在损坏。因此,提高双有源桥DC-DC变换器无差拍输出电压控制的鲁棒性至关重要。
现有的DAB变换器无差拍输出电压控制方法通常为采用电流应力最优的模型预测(MPC)控制器和PI控制模块,相结合的控制策略,以提高系统的鲁棒性。在这种策略中,MPC控制器仅用于外移相角计算,而PI控制模块则用于内移相角的计算,并通过调整参数来提升系统的鲁棒性。然而,这种方法虽然在一定程度上提高了系统的鲁棒性,但PI控制模块的引入可能会影响瞬态控制性能,限制MPC控制器固有的快速动态优势的充分发挥。
另一种改进方法是采用参数辨识技术在线估计变压器漏感。然而,这种方法仅适用于单移相调制策略,无法应用于具有更多控制自由度的双移相调制策略(DPS)。此外,该方法对输出电容参数不匹配的补偿也考虑不足,限制了其在实际应用中的效果。
近年来,无模型预测控制方法也被应用于DAB变换器的控制中。虽然这种方法在理论上具有一定的优势,但由于其计算负担庞大,难以在微处理器中有效部署,因此在实际应用中受到了限制。
实现思路