[发明专利]消除Buck-Boost矩阵变换器稳态输出电压误差的控制方法及装置

权利要求书

1.消除Buck-Boost矩阵变换器稳态输出电压误差的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

步骤1：对Buck-Boost矩阵变换器的逆变级的电容电压控制外环进行控制；

步骤2：对Buck-Boost矩阵变换器的逆变级的电感电流控制内环进行控制；

步骤3：复合控制器采用遗传免疫微粒群算法将电容电压偏差信号Δu_C1和电感电流偏差信号Δi_L1作为优化适应值，以偏差积分和作为系统优化的目标函数；

步骤2具体为：

步骤2a：将电容电压控制外环产生的电感电流参考值i_L1ref与其实际值i_L1进行比较，得到偏差Δi_L1；

步骤2b：偏差Δi_L1作为复合控制器的输入，复合控制器输出电感电压的参考值u_L1ref；

步骤2c：Buck-Boost矩阵变换器直流侧电压电容电压实际值u_C1、电感电压的参考值u_L1ref在数值处理模块中进行处理得到占空比d₁；

步骤2d：占空比d₁经限幅环节限幅后并根据相应的开关周期确定Buck-Boost DC/DC变换器中对应功率开关的开通时间；

步骤3具体为：

步骤3a：搜索范围以试凑法获得的控制参数为中心，向四周扩散，如果优化结果接近搜索空间的边缘，则在该优化结果的基础上进一步扩展，将优化后得到的低通滤波器截止频率及PI控制器比例与积分系数分别代入电容电压控制外环复合控制器和电感电流控制内环复合控制器中，获得微粒的适应值电容电压差值信号Δu_C1和电感电流差值信号Δi_L1；

步骤3b：将各个微粒的适应值与其各自的个体最优解和群体最优解进行比较，更新个体最优解和群体最优解，并判断是否最优；

步骤3c：取出最优解作为最优控制参数；

其中，所述遗传免疫微粒群算法中，设种群规模为M，每个种群粒子的位置矢量X_i由电容电压控制环中低通滤波器截止频率ω_C1、PI控制器比例和积分系数k_PC1和k_IC1，电感电流控制环中低通滤波器截止频率ω_L1、PI控制器比例和积分系数k_PL1和k_IL1组成。

2.如权利要求1所述的消除Buck-Boost矩阵变换器稳态输出电压误差的控制方法，其特征在于，所述步骤1对Buck-Boost矩阵变换器的逆变级的电容电压控制外环的控制具体为：

步骤1a：根据Buck-Boost矩阵变换器的参考输出电压信号并经变换获得电容电压的参考值u_C1ref；

步骤1b：检测电容电压的实际值u_C1，将其与电容电压的参考值u_C1ref进行比较，得到电容电压的偏差Δu_C1；

步骤1c：将电容电压的偏差Δu_C1作为复合控制器的输入，复合控制器输出电容电流的参考值i_C1ref；

步骤1d：Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压逆变级输出电流i₁、电容电压实际值u_C1以及电容电流的参考值i_C1ref在数值处理模块中进行处理得到电感电流的参考值i_L1ref；

步骤1e：参考值i_L1ref经限幅环节限幅后作为电感电流控制内环的参考输入。

3.如权利要求2所述的消除Buck-Boost矩阵变换器稳态输出电压误差的控制方法，其特征在于，所述步骤1a具体为：给定Buck-Boost矩阵变换器的参考输出电压，取其幅值的1.5倍作为直流偏置，再将直流偏置与参考输出电压信号叠加，得到相应电容电压的参考值u_C1ref。