[发明专利]一种DC-DC降压转换器的连续滑模控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种DC-DC降压转换器连续滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A：将DC-DC降压转换器输出的电压v_s、电流i_L以及给定的参考电压v_r输入广义比例积分观测器进行扰动观测，获得不匹配扰动估计

B：对不匹配扰动估计进行增益后得到匹配扰动估计

C：对DC-DC降压转换器输出的电压v_s与给定的参考电压v_r的差值、DC-DC降压转换器输出的电流i_L、不匹配扰动估计以及匹配扰动估计进行连续滑模控制，获得占空比μ；

D：对占空比μ进行脉宽调制后输出脉冲宽度调制电压，所述脉冲宽度调制电压用于驱动DC-DC降压转换器；

所述步骤B中匹配扰动估计的计算表达式为：

R₀为DC-DC降压转换器的电阻名义值，C为DC-DC降压转换器的电容；

所述步骤A中通过广义比例积分观测器进行扰动观测，获得不匹配扰动估计的具体计算表达式包括：

其中，x₁＝v_s-v_r，z₀＝d₁，分别为z₀,z₁,…z_m-1的估计，为x₁的估计；d₁为不匹配时变干扰，m为正整数；(l_m,l_m-1,l_m-2,...,l₀)为观测器系数，并满足使特征多项式p(s)＝s^(m+1)+l_ms^m+…l₁s+l₀中的根位于复平面的左半平面；R为DC-DC降压转换器的电阻，C为DC-DC降压转换器的电容，R₀为DC-DC降压转换器的电阻名义值，s为连续滑模控制器的滑模面。

2.根据权利要求1所述的一种DC-DC降压转换器连续滑模控制方法，其特征在于，所述步骤C中占空比μ的计算表达式为：

其中，

c₁＞0，c₂＞0和k＞0为控制器的系数，u为控制量，E为DC-DC降压转换器的电源电压，为的估计，是d₁的微分；s为连续滑模控制器的滑模面；R₀为DC-DC降压转换器的电阻名义值，L为DC-DC降压转换器的电感，C为DC-DC降压转换器的电容；x₁＝v_s-v_r,

3.根据权利要求2所述的一种DC-DC降压转换器连续滑模控制方法，其特征在于，所述滑模面s的计算表达式为：

其中，x₁＝v_s-v_r,d₁为不匹配时变干扰，为d₁的估计，为的估计；R₀为DC-DC降压转换器的电阻名义值，R为DC-DC降压转换器的电阻，C是DC-DC降压转换器的电容。

4.根据权利要求2所述的一种DC-DC降压转换器连续滑模控制方法，其特征在于：所述DC-DC降压转换器连续滑模控制方法用于匹配时变扰动与不匹配时变扰动中。

5.一种DC-DC降压转换器连续滑模控制系统，其特征在于：所述连续滑模控制系统包括：

广义比例积分观测器模块，用于将DC-DC降压转换器输出的电压v_s、电流i_L以及参考电压v_r输入广义比例积分观测器进行扰动观测，获得不匹配扰动估计

增益模块，用于实现对不匹配扰动估计进行增益后得到匹配扰动估计

连续滑模控制器模块，用于实现对DC-DC降压转换器输出的电压与给定电压的差值、DC-DC降压转换器输出的电流、不匹配扰动估计以及匹配扰动估计进行连续滑模控制，获得占空比μ；

脉宽调制模块，用于实现对占空比μ进行脉宽调制后输出脉冲宽度调制电压，所述脉冲宽度调制电压用于驱动DC-DC降压转换器；

所述匹配扰动估计的计算表达式为：

其中，R₀为DC-DC降压转换器的电阻名义值，C为DC-DC降压转换器的电容；

通过广义比例积分观测器进行扰动观测，获得不匹配扰动估计的具体计算表达式包括：

其中，x₁＝v_s-v_r，z₀＝d₁，分别为z₀,z₁,…z_m-1的估计，为x₁的估计；d₁为不匹配时变干扰，m为正整数；(l_m,l_m-1,l_m-2,...,l₀)为观测器系数，并满足使特征多项式p(s)＝s^(m+1)+l_ms^m+…l₁s+l₀中的根位于复平面的左半平面；R为DC-DC降压转换器，C为DC-DC降压转换器的电容，R₀为DC-DC降压转换器的电阻名义值，s为连续滑模控制器的滑模面。