一种Flyback变换器用鲁棒高阶滑模控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种Flyback变换器用鲁棒高阶滑模控制方法，对Flyback电源变换器的输出电压进行数字采样；将输出电压采样值与其对应的目标值通过计算得到滑模变量；对变换器控制输入进行Super-Twisting滑模控制；根据变换器控制输入控制功率变流器开关管的通断，使输出电压的滑模轨迹收敛于滑模变量，最终使输出电压始终跟踪目标值。本发明不受输入输出扰动的影响，控制精度高，动态响应快，特别适合于新能源发电中使用。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种变换器的鲁棒控制方法。 -种Flyback变换器用鲁棒高阶滑模控制方法
【背景技术】
[0002] 在化石能源日渐匮乏的背景下，以风、光、氢为代表的新能源正以极快的速度发展 着，成为研究领域的热点。而以太阳能、风能等作为能量输入的新能源发电系统中存在着不 可预测性、间歇性和离散型等特点，这对电源变换器的输出造成很大影响，输出精度和稳定 性很难达到要求。因此，在存在扰动和不确定性条件下，设计一种鲁棒控制器是一项非常具 有现实意义的任务。滑模控制以其结构简单、对内部参数和外部扰动均不敏感的强鲁棒性 得到了广泛应用。然而传统滑模控制由于自身控制律的离散型存在不可避免的抖颤问题， 被控系统将出现高频振荡，影响了滑模控制的效果，严重时甚至损毁控制系统。具体来说， 传统滑模控制多使用模拟控制电路，电路参数调节非常困难，且应用的是低阶滑模控制，系 统输出存在抖颤问题，在大输入扰动或输出扰动的条件下，常会出现输出电压畸变的问题， 这在各种实验研究中都得到了验证。严重时输出电压畸变会损毁电力器件，甚至使整个系 统停止工作，造成更大的经济损失。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明基于Super-Twisting控制算法在间歇性电源 中的实验研究，针对新能源发电中存在的间歇性扰动问题，设计了一种Flyback变换器用 鲁棒高阶滑模控制方法，能够解决新能源发电中能量输入端的大扰动对功率变流器的影 响，实现功率的平滑输出。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
[0005] 步骤一，Flyback变换器建模：在一个周期Ts中输出电压的直流平均值
【权利要求】
1. 一种Flyback变换器用鲁棒高阶滑模控制方法，其特征在于包括下述步骤： 步骤一，Flyback变换器建模：在一个周期Ts中输出电压的直流平均值
其中，η是变换器的匝比，D是变换器控制输入占空比，A为输入电压；以电感电流k与电 容电压V。为状态变量，得Flyback变换器的状态空间方程为：
其中，C、L分别表示电容、电感，R为负载电阻，u是变换器控制输入，t是变换器运行时 间； 步骤二，对Flyback电源变换器的输出电压进行数字采样； 步骤三，将Flyback电源变换器的输出电压采样值与其对应的目标值通过计算得到滑 模变量s ; 步骤四，对变换器控制输入u进行Super-Twisting滑模控制：
其中，W、P、λ和S(l均为正常数，umax是变换器控制输入最大值； 步骤五，根据变换器控制输入u控制功率变流器开关管的通断，重复步骤二至步骤四， 使Flyback变换器输出电压的滑模轨迹收敛于滑模变量，最终使Flyback变换器的输出电 压始终跟踪目标值。
【文档编号】H02M3/28GK104092378SQ201410265783
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】皇甫宜耿, 吴宇, 赵冬冬 申请人:西北工业大学