[发明专利]一种基于恒定功率负载直流微电网的滑模控制输出系统

说明书

本申请提供一种基于恒定功率负载直流微电网的滑模控制输出系统，系统包括系统反馈线性化模块、误差变量模块、复合滑模面控制模块和脉宽调制模块；系统反馈线性化模块用作获取直流微电网中的直流母线电压和电感电流，生成线性化状态信息并发送给误差变量模块；误差变量模块用作获取直流微电网中的稳态时电压和电流参考值，根据稳态时电压、电流参考值、直流母线电压和电感电流计算得出误差并发送给复合滑模面控制模块；复合滑模面控制模块用作根据误差计算生成滑模控制输入信息并发送给脉宽调制模块。本申请通过所述系统，实现了对直流微电网的稳定调压控制，极大程度的减小了调压建模过程中的误差，进一步地优化了电网供电。

技术领域

本发明涉及直流微电网恒定功率负载系统，特别是涉及一种基于恒定功率负载直流微电网的滑模控制输出系统。

背景技术

人们对于电网供电的质量和性能要求很高，现实工作中遇到的问题也很复杂，所以直流微电网当中有数量较多的DC-DC变换器，它们通常用级联的方式相互连接。为了确保系统输出电压和输出电流稳定，一般都采用闭环的方法来控制变换器。而当负载变换器和固定值电阻相连时，会使系统输出恒定的功率，因此研究中常常可以把这种情况认定为是前级馈线系统的恒功率负载。对恒功率负载的研究发现，其具有负阻抗特性，这种特性具有很严重的危害。当恒功率负载与DC-DC变换器级联时，会使系统供电的可靠性降低，情节更严重时会输出不稳定的直流电压。

带有恒功率负载的直流变换器系统很容易受到内外部的干扰，譬如电压摄动、负载扰动以及一些系统中所包含的非线性特性，这让系统的输出电压和电流变得很难稳定控制。但在对带恒功率负载的直流变换器控制器的构建过程中，加入了基于微分几何的状态反馈法，这种方法抑制了非线性因素对系统的影响。但精确反馈线性化方法也有着明显的缺陷：需要依赖数学模型，在建模过程中往往会产生误差，因此一般不会单独使用这个方法，会结合别的控制方法一起使用来完成要求。

发明内容

本申请提供一种基于恒定功率负载直流微电网的滑模控制输出系统，以实现对直流微电网的稳定调压控制，解决了目前直流微电网中电压、电流不稳定和建模过程中误差较大的问题。

本申请所述的系统包括：

依次连接的系统反馈线性化模块、误差变量模块、复合滑模面控制模块和脉宽调制模块；

所述系统反馈线性化模块被配置为：

获取直流微电网中的直流母线电压u_C和电感电流i_L；

根据所述直流母线电压u_C和所述电感电流i_L生成线性化状态信息Z并发送给所述误差变量模块；

所述误差变量模块被配置为：

获取直流微电网中的稳态时电压u_Cref和电流参考值i_Lref；

根据所述稳态时电压u_Cref、所述电流参考值i_Lref、所述直流母线电压u_C和所述电感电流i_L计算得出误差e并发送给所述复合滑模面控制模块；

所述复合滑模面控制模块被配置为根据所述误差e计算生成滑模控制输入信息u并发送给所述脉宽调制模块，以实现对直流微电网的稳定调压控制。

优选的，所述误差变量模块包括：期望状态计算单元和误差变量计算单元；

所述期望状态计算单元被配置为：

获取所述直流微电网中的所述稳态时电压u_Cref和所述电流参考值i_Lref；