[发明专利]一种双闭环非线性控制的BSG电机发电优化控制方法

权利要求书

1.一种双闭环非线性控制的BSG电机发电优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，搭建BSG电机系统：BSG电机通过皮带轮与发动机连在一起，当启动时，蓄电池通过DC-DC变换器变压给电机提供高压电源，当汽车减速时，发动机通过皮带轮带动BSG电机转动，将动能传递给BSG电机；BSG电机通过三相全桥整流将动能转化成电能，并输送给蓄电池充电，经过三相全桥变换器整流后得到直流电压U_in；

步骤2，所述DC-DC变换器为Buck-Boost拓扑结构，建立Buck-Boost拓扑结构的非线性系统模型，通过调节开关管占空比获得稳定的输出电压；

步骤3，根据Buck-Boost拓扑结构的非线性系统模型构建电流内环非线性控制器，将非线性系统模型进行线性化，通过线性关系反映系统的动态变化；

步骤4、建立电压外环滑模控制，实现电流参考值与电压参考值之间非线性关系的建立，进而通过给定的电压参考值，即可得到稳定的电压输出值。

2.根据权利要求1所述的一种双闭环非线性控制的BSG电机发电优化控制方法，其特征在于，建立Buck-Boost拓扑结构的非线性系统模型的具体过程为：

2.1)构建Buck-Boost变换器模型：Buck-Boost拓扑结构是一种分段线信号系统，在电感电流连续模式和高开关频率的前提下，运用状态空间平均法得到Buck-Boost变换器的模型为

其中，i_L和u_C为电感电流和电容电压在一个开关周期内的平均值，u_C等于输出电压Uout；L、C分别为电感和电容；R为输出端负载电阻；μ为开关管的占空比；

2.2)根据Buck-Boost变换器的模型，构建仿射非线性标准型模型；选取状态量x＝[x₁x₂]＝[i_L u_C]，输出变量y＝x₁＝i_L，输入变量u＝μ，构建单输入单输出仿射非线性标准型为

其中该仿射非线性系统模型，通过调节输入变量占空比u，来使输出状态量uc达到稳定状态。

3.根据权利要求2所述的一种双闭环非线性控制的BSG电机发电优化控制方法，其特征在于，步骤3中需要构造电流反馈控制，将反馈电流i_L与给定电流参考值i_r∈f作差，产生偏差值e_i，构建输出和新的输入变量之间的线性微分关系，基本方法为：重复对公式中的输出函数y进行微分，直到微分表达式出现输入变量u，然后设计新的输入变量v来抵消非线性部分，从而实现输入输出线性化。

4.根据权利要求3所述的一种双闭环非线性控制的BSG电机发电优化控制方法，其特征在于，重复对公式中的输出函数y进行微分，直到微分表达式出现输入变量u具体过程为：

3.1)对输出函数y进行重复微分，直至出现输出变量u，构建新输入v与输出的线性关系；

对输出y进行微分得：

式中L_fh(x)、L_gh(x)为h(x)沿F(x)、g(x)的李导数，如果李导数为0，则说明没有得到输出与输入的线性关系，需要继续对y进行微分，直到任一李导数为非零数，经过多次微分后可以得到输入与输出的显性关系

令输入即可以得到输出微分值与新输入v的线性关系