[发明专利]遥控水下机器人ROV的直流降压变换装置及其控制方法

权利要求书

1.一种遥控水下机器人ROV的直流降压变换装置，适于通过电缆连接水上的高压直流供电装置并向ROV供电，所述直流降压变换装置包括：

多个并联的直流变换模块，所述多个直流变换模块彼此通信地连接，每个直流变换模块平均负担负载电流为ROV供电，所述直流变换模块包括预定数目p个串联的Buck单元以及均流均压控制器，

其中每一个所述直流变换模块的所述均流均压控制器配置用于：

基于所有直流变换模块的输出电流值和当前直流变换模块的电压输出值确定均流控制量，基于当前直流变换模块的自低压端至高压端的p-1个Buck单元的飞跨电容的电压值与对应的目标参考值确定p个均压控制调节量，以及基于所述均流控制量和所述p个均压控制调节量对当前直流变换模块执行均流控制和均压控制。

2.如权利要求1所述的直流降压变换装置，其特征在于，所述均流均压控制器进一步配置用于：

将所有直流变换模块的输出电流值的平均值减去当前直流变换模块的输出电流值以确定第一电流误差值，并基于该第一电流误差值执行均流调节以输出电压调节量；

将输出电压参考值减去当前直流变换模块的输出电压值并加上所述电压调节量以确定第一电压误差值，并基于该第一电压误差值执行电压调节以输出直流电流参考值；以及

将所述直流电流参考值减去当前直流变换模块的输出电流值以确定第二电流误差值，并基于所述第二电流误差值执行电流调节获得所述均流控制量。

3.如权利要求2所述的直流降压变换装置，其特征在于，所述均流调节和所述电流调节包括基于电流的PI控制，以及所述电压调节包括基于电压的PI控制。

4.如权利要求1所述的直流降压变换装置，其特征在于，所述均流均压控制器进一步配置用于：

将所述p-1个Buck单元的飞跨电容各自的目标参考值减去各自的电压值以确定p-1个第二电压偏差值，并基于所述p-1个第二电压偏差值执行电压调节以获得误差信号向量u＝[u₁,u₁,…,u_p-1]^T；

对所述误差信号向量u＝[u₁,u₁,…,u_p-1]^T执行解耦操作以获得用于第1至第P-1个飞跨电容的均压控制调节量⊿d_i，i＝1,2,…,p-1；以及

计算第p个飞跨电容的均压控制调节量

5.如权利要求4所述的直流降压变换装置，其特征在于，

6.如权利要求4所述的直流降压变换装置，其特征在于，所述电压调节包括基于电压的PI控制，所述均压控制调节量和所述均流控制量包括用于所述p个Buck单元的开关管的占空比信号。

7.如权利要求1所述的直流降压变换装置，其特征在于，所述均流均压控制器进一步配置用于将所述p个均压控制调节量与所述均流控制量相加以获得用于所述p个Buck单元的综合控制量。

8.如权利要求1所述的直流降压变换装置，其特征在于，所述多个直流变换模块通过EtherCAT通信总线进行通信。

9.如权利要求1所述的直流降压变换装置，其特征在于，所述多个直流变换模块各自分别通过相应的输入开工和输出开关连接至高压直流输入和低压直流母线，每个直流变换模块在自身故障时退出供电。

10.如权利要求1所述的直流降压变换装置，其特征在于，每个直流变换模块采用输入输出共地的多电平Buck串联拓扑。

11.如权利要求1所述的直流降压变换装置，其特征在于，还包括：

滤波器，用于滤除所述p个Buck单元的输出电压的高次谐波；以及

保护电路，用于过压保护。