[发明专利]一种消除ESL在DC-DC buck二阶滑模控制中影响的方法

说明书

本发明提出了一种消除ESL在DC‑DC buck二阶滑模控制中影响的方法，包括：步骤1，对理想buck变换器(不考虑寄生参数)建立有限状态机二阶滑模控制器；步骤2，将寄生参数ESL引起输出电压跳变的值引入状态机控制的判断条件中，修正ESL引起的实际输出电压超调。

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种消除ESL在DC-DC buck二阶 滑模控制中影响的方法。

背景技术

DC-DC转换器广泛应用于电力系统，电动汽车以及各种应用中，以适应 电源和负载之间的各种电压和电流水平。不考虑寄生参数时，理想的DC-DC buck变换器二阶滑模控制方法，基于状态机结构的控制器，不需要任何电流 测量电路，仅仅采用电压反馈，则能够是buck变换器具有很好的动态，而且 对参数不确定和负载扰动具有很好的鲁棒性。但是在实际应用中，电路中的寄 生参数不可避免，而寄生参数可能会降低二阶滑模控制器的控制性能。

发明内容

本发明旨在消除在DC-DC buck二阶滑模控制中，ESL造成输出电压超调， 降低控制器控制性能的问题。

本发明提出了一种消除DC-DC buck电路中串联寄生电感(ESL)在二阶 滑模控制中影响的控制方法。本方法在理想buck变换器的状态机控制器的基 础上，在状态切换判断条件中引入由串联寄生电感引起输出电压跳变的跳变值 Δh进行补偿，避免对δ误判断，消除可能引起的由开关误操作造成的输出电 压超调。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种消除DC-DC buck电路中 串联寄生电感(ESL)在二阶滑模控制中影响的控制方法，其关键在于，包括：

步骤1，对理想buck变换器(不考虑寄生参数)建立有限状态机二阶滑 模控制器，定义滑模变量，建立滑模面，设定有效状态和初始状态，使有效状 态对应所述控制器输出量；

步骤2，将ESL引起输出电压跳变的值引入步骤1中状态机控制器对δ的 判断条件中，修正ESL引起的输出电压超调。

所述的一种消除DC-DC buck电路中串联寄生电感(ESL)在二阶滑模控 制中影响的控制方法，优选的，所述步骤1包括：

步骤1-1，建立理想buck电路有限状态机二阶滑模控制器，不考虑寄生参 数的影响。定义滑模变量s，在所述控制器参数不确定和负载扰动情况下，将 在有限时间内控制器轨迹到达二阶滑模面它包含了4个有效状态 OFF⁺,OFF^-,ON⁺,ON^-和1个初始状态(initial)。状态OFF⁺,和ON⁺对应了 滑模量s≥0,而状态OFF^-和ON^-对应了滑模量s＜0.而且，状态OFF⁺和OFF^-对 应了滑模量一阶导数减小的系统运动轨迹，而状态ON⁺和ON^-对应了滑模 量一阶导数增加的系统运动轨迹.在每个有效状态中u＝1或u＝0为控制器的 输出量。；

步骤1-2，所述控制器采用两个变量s_m和s_M，s_m保存滑模变量s在有效状 态ON⁺和ON^-中的最小值，而s_M保存s在状态OFF⁺和OFF^-的最大值，所述控 制器的切换条件由变量s_m和s_M决定，所述变量s_m和s_M会随着所述控制器中状 态的切换而交替的改变；