[发明专利]一种基于自适应二阶滑模的Boost变换器控制方法

权利要求书

1.一种基于自适应二阶滑模的Boost变换器控制方法，其特征在于：

步骤一：考虑Boost变换器实际中存在的参数不确定和外部扰动建立数学模型，通过实际输出电压与理想输出电压的偏差，得到系统的误差状态方程；

步骤二：根据步骤一中描述的系统误差状态方程，选取合适的滑动面，建立Boost变换器滑模等效控制器；

步骤三：根据步骤二中的等效控制器，设计切换控制函数，引入自适应律，建立自适应二阶滑模控制器，减小系统因外部扰动和参数不确定性引起的抖振。

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应二阶滑模的Boost变换器控制方法，其特征在于，在所述步骤一中，建立的带有参数不确定和外部扰动的Boost变换器数学模型为：

将上式改写成状态空间模型的形式，其表达式为：

其中，

式中，i_L是电感电流，v₀是输出电压，L₀、C₀、R₀、v_i0为理想情况下的L、C、R、v_i，ΔL、ΔC、ΔR、Δv_i0分别代表L、C、R、v_i的变化量，u是系统控制输入，取值为0和1，d₁(t)、d₂(t)为有界外部扰动，W₁(t)、W₂(t)为等效扰动量；

则系统的误差状态方程为：

式中，v₀是输出电压，v_ref是参考电压，x₁是输出电压偏差，x₂是电压偏差变化率。

3.根据权利要求1所述的一种基于自适应二阶滑模的Boost变换器控制方法，其特征在于，在所述步骤二中，滑模等效控制器设计步骤如下：

选取滑动面如下

s＝x₁+c∫x₁d(t)

式中，c＞0；

对滑动面求导后有

则滑模等效控制器设计为

式中，v_ref是参考电压，i_L是电感电流，R₀、C₀为理想值，c为正常数，W₂为等效扰动量。

4.根据权利要求1所述的一种基于自适应二阶滑模的Boost变换器控制方法，其特征在于，在所述步骤三中，自适应二阶滑模控制器设计为：

其中，

式中，u_eq是等效控制项，u_vss是切换控制项，sgn是符号函数，β是时变可调增益，λ是滤波时间常数，k＞0，0＜σ≤1。

5.根据权利要求1所述的一种基于自适应二阶滑模的Boost变换器控制方法，其特征在于，在所述步骤三中，自适应律设计为：

式中，η、τ、m₁和m₂是合适的正常数。

6.根据权利要求4所述的一种基于自适应二阶滑模的Boost变换器控制方法，其特征在于，对于时变可调增益β，存在正的常数值β和满足关系：β和分别表示β的上界和下界。

7.根据权利要求4所述的一种基于自适应二阶滑模的Boost变换器控制方法，其特征在于，σ的取值影响着二阶滑动模态，若σ取1时，系统将达到一个指数稳定的二阶滑动模态，若σ取0.5时，系统将最大可能实现二阶滑动模态。