[发明专利]一种双有源全桥直流变换器的效率优化控制方法

说明书

本发明公开了一种双有源全桥直流变换器的效率优化控制方法，先设置双有源全桥直流变换器的工作状态，然后在工作状态下通过多组输入侧电压V₁、输出侧电压V₂和期望的传输功率P进行线下训练，以获得双有源全桥直流变换器在最低损耗下的多组三重移相控制变量，并整合成强化学习模型，最后，在实际使用中，通过对双有源全桥直流变换器的V₁，V₂，P进行采样，根据采样值的实际大小调用强化学习模型，或完善强化学习模型，并根据最终的三重移相控制变量实现双有源全桥直流变换器的效率优化控制。

技术领域

本发明属于直流变换器控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种双有源全桥直流变换器的效率优化控制方法。

背景技术

双有源全桥(dual-active-bridge,DAB型)直流变换器是在20世纪90年代初首次提出的，如图1所示，它包含一个高频电源变压器，一个串联电感，一个输入侧全桥和一个输出侧全桥。双有源全桥变换器作为目前最流行的双向拓扑结构之一，其具有电气隔离、高功率密度、宽电压传输范围和易于实现软开关等优点，广泛应用于电动汽车、智能电网和可再生能源系统等领域。

传统的双有源全桥直流变换器的多重移相控制方式中，如图2所示，每个桥臂中的两个开关器件采用互补的开关模式，每个开关器件的导通相位均为 180°(忽略死区时间)。通过控制四个桥臂间的开关相位差来控制传输功率的大小。此种控制方式具有多个移相控制变量，通过各个移相控制变量的组合，可以保证在一定的传输功率前提下，减小双有源全桥直流变换器的损耗以提升双有源全桥直流变换器的效率。但是这类控制方式存在多个移相控制变量，使得最优效率的求解难度和控制的复杂度非常大。

以三重移相控制为例，给定输入侧电压V₁和输出侧电压V₂，在开关频率不变的情况下，有多达三个控制变量，如图2所示，包括第二个桥臂与第一个桥臂间的开关相位差，第三个桥臂与第一个桥臂间的开关相位差，第四个桥臂与第一个桥臂间的开关相位差。在传统的多重移相控制方式中，找出最优的一组移相控制变量，使得降低功率器件损耗和提升双有源全桥直流变换器的效率是非常困难的。并且在闭环控制器中，如何设计闭环控制器结构来使得控制变量逼近最优控制变量组合也是很难实现的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双有源全桥直流变换器的效率优化控制方法，通过强化学习方法训练出控制双有源全桥直流变换器的移相控制变量，进而实现双有源全桥直流变换器的优化控制。

为实现上述发明目的，本发明公开一种双有源全桥直流变换器的效率优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、设置双有源全桥直流变换器的工作状态；

(1.1)、根据双有源全桥直流变换器的工作状态，设置双有源全桥直流变换器输入侧电压V₁的范围、输出侧电压V₂的范围和期望的传输功率P的范围，并根据上述范围设置变压器型号、电感型号、开关管型号、滤波电容型号和开关频率；

(1.2)、设置双有源全桥直流变换器中第二个桥臂与第一个桥臂间的开关相位差D₁、第三个桥臂与第一个桥臂间的开关相位差D₂和第四个桥臂与第一个桥臂间的开关相位差D₃的约束条件，约束条件为：D₁、D₂和D₃均属于[-1,1]；

(2)、构建关于环境变量[V₁、V₂、P]的三维矩阵；