[发明专利]双Buck全桥逆变器迭代学习控制方法

说明书

本发明涉及一种双Buck全桥逆变器迭代学习控制方法。针对逆变器在直流电源波动、死区效应、稳态时线性和非线性负载电流扰动产生的周期性扰动问题，提出了电压外环迭代学习控制，电流内环无差拍控制的双环控制策略，通过周期迭代消除谐波扰动的影响，理论上可实现跟踪误差收敛到零，使系统输出电压能精确跟踪参考信号，大幅度提高跟踪精度；电流内环无差拍控制，由于电流比电压有更快的响应速度，系统的些许变化都会第一时间在电流上有所表现，起到增强系统稳定性和提高动态响应性能，且采用新型器件SiC MOSFET，提高了双Buck逆变器的输出效率。本发明方法可确保双Buck全桥逆变器有较好的负载适应能力和优越的跟踪性能。

技术领域

本发明属于逆变器建模与控制技术领域，具体地说，涉及一种双Buck全桥逆变器迭代学习控制方法。

背景技术

逆变技术通过功率开关器件将直流电能变换为交流电能，其在新能源发电、不间断电源、调速系统等领域具有至关重要的地位。然而传统桥式逆变器由于开关管的体二极管性能差，导致很大损耗并限制了开关频率的提高。而双BUCK逆变电路功率开关管和功率二极管可以分别得到最优设计，该变换器同时克服了传统桥式逆变器的直通问题，且电压利用率高。

然而，由于输入直流电源波动、死区效应、稳态时线性和非线性负载电流的扰动会引起逆变器周期性扰动，使输出波形发散畸变。会对逆变器上的其他设备造成影响、无法正常工作，严重时会导致其损坏。因此在主电路拓扑固定的情况下，提出一种合适的控制策略解决周期性扰动问题十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双Buck全桥逆变器迭代学习控制方法，该方法可确保双Buck全桥逆变器有较好的负载适应能力和优越的跟踪性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种双Buck全桥逆变器迭代学习控制方法，针对逆变器在直流电源波动、死区效应、稳态时线性和非线性负载电流扰动产生的周期性扰动，采用电压外环迭代学习控制+电流内环无差拍控制的双环控制策略，提高双Buck逆变器的输出效率，使系统输出电压能精确跟踪参考信号，并增强系统稳定性和提高动态响应性能。

在本发明一实施例中，该方法具体实现步骤如下，

根据基尔霍夫电压和电流定律，由于滤波电感L₁、L₂的电流i_L1(t)＝i_L2(t)，可令i_L1(t)＝i_L2(t)＝i_L(t)，且令电感量L₁＝L₂＝L，由于逆变器正负半周对称，因此此处仅分析正半周，可令U_A(t)＝U(t)，得逆变器系统模型如下：

其中，C为滤波电容的电容值；

选择电容电压u_c和电感电流i_L为状态变量，逆变器交流输出电压U(t)和负载电流i_R(t)为输入，电容电压u_c为系统输出；于是，x(t)＝[u_c(t),i_L(t)]，u(t)＝[U(t),i_R(t)]，y(t)＝u_c(t)；逆变器系统状态方程为：

其中，C＝(1 0)

由于直流电源波动、死区效应、稳态时线性和非线性负载电流扰动引起的周期性扰动，对应的逆变器系统状态方程可写为：

其中，w(t)，v(t)为周期性扰动；为解决该周期性扰动，采用电压外环迭代学习控制+电流内环无差拍控制的双环控制策略，具体策略如下：