[发明专利]一种基于改进型粒子群算法扰动观测器复合滑模的逆变器控制策略

权利要求书

1.一种基于改进型粒子群算法扰动观测器复合滑模的逆变器控制策略，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据三相全桥式LC型逆变器的滤波电感电流和滤波电容电压，构建三相逆变器的α-β坐标系状态空间模型；

步骤2：根据步骤1构建的状态空间模型，将其转换为二阶系统，对总扰动参数进行系统扩张，构建三相逆变器的非线性扩张状态观测器模型；

步骤3：根据步骤2构建的非线性扩张状态观测器模型，采用改进型粒子群算法对观测器的待定系数k_i和幂系数θ_i组成的向量视为待优化的粒子进行整定，构建新的扩张状态观测器；所述改进型粒子群算法在惯性系数函数上利用如下公式逐步调整惯性系数：

其中：ω_max，ω_min表示惯性系数的最大值和最小值，Max_n表示最大迭代次数，n表示当前迭代次数；

步骤4：根据步骤3构建的新的扩张状态观测器，用观测误差的非线性PID估计总扰动来设计扰动观测器

步骤5：根据步骤4构建的扰动观测器，设计滑模面，并构建三相逆变器的指数趋近滑模控制律；

步骤6：根据步骤5获取滑模控制器的输出，通过SVPWM来对三相逆变器的全桥开关进行信号控制。

2.根据权利要求1所述的基于改进型粒子群算法扰动观测器复合滑模的逆变器控制策略，其特征在于，所述步骤1的α-β坐标系状态空间模型为：

其中，C为交流侧电容值，L为交流侧电感值，r为交流侧滤波电感内阻，K_pwm为逆变器等效增益，和分别为α轴和β轴上逆变器交流侧电感上的电流，和分别为α轴和β轴上逆变器交流侧流经负载的电流，和分别为α轴和β轴上逆变器交流侧电容电压，u_conα和u_conβ分别为α轴和β轴上逆变器交流侧输出的电压。

3.根据权利要求2所述的基于改进型粒子群算法扰动观测器复合滑模的逆变器控制策略，其特征在于，所述步骤2中二阶系统为：

由于α和β轴上的分析步骤相同，故以α为例进行分析，并将上述二阶系统重写为：

其中，输出被控量y＝u_o，输入控制量系统扰动

4.根据权利要求3所述的基于改进型粒子群算法扰动观测器复合滑模的逆变器控制策略，其特征在于，所述步骤2中对总扰动参数进行系统扩张，构建三相逆变器的非线性扩张状态观测器模型为：

其中，

式中：z₁为状态变量x₁观测值，z₂为状态变量x₂的观测值，z₃为扰动观测值，k_i为待定系数，θ_i为幂系数，i＝1,2,3，δ为线性段区间长度，e₀为x₁的观测误差，u₁为输入控制量，fal是一个具有线性段的连续幂次函数。

5.根据权利要求1所述的基于改进型粒子群算法扰动观测器复合滑模的逆变器控制策略，其特征在于，所述步骤3中改进型粒子群算法对观测器的待定系数k_i和幂系数θ_i组成的向量进行整定包括如下步骤：

步骤3.1：初始化粒子种群规模n、惯性系数、位置和速度参数；

步骤3.2：随机生成粒子的初始位置和初始速度值以及个体最优和全局最优向量；

步骤3.3：将粒子的位置向量作为ESO的参数，通过观测器模型解出观测量；

步骤3.4：通过适应度函数确定粒子的适应度；

步骤3.5：更新个体历史最优位置PB和整体最优位置GB；

步骤3.6：采用改进型粒子群算法，更新粒子的位置及速度；

步骤3.7：判断观测误差是否达标，若达标则进行步骤8，否则将新粒子的位置及速度返回步骤3；

步骤3.8：输出观测器最优的参数k_i和幂系数θ_i，参数整定结束。