[发明专利]一种Buck-Boost矩阵变换器参数优化方法及装置

摘要

本发明提供一种Buck‑Boost矩阵变换器参数优化方法及装置，根据优化对象和优化目标，建立多目标优化满意度函数；进而根据上述多目标优化满意度函数构建果蝇算法的适应度函数；再根据上述适应度函数利用自适应果蝇优化算法对BBMC各项参数进行迭代寻优，获得一组最优参数，使其THD、Δu_C和Δi_L达到协同最优，从而使BBMC获得更好的运行效果。本发明综合考虑BBMC主电路参数和控制参数对THD、Δu_C和Δi_L的影响，采用自适应果蝇算法实现对BBMC各项参数的寻优，具有优化算法简单、优化效果好等特点。

主权项

1.一种Buck‑Boost矩阵变换器参数优化方法，其特征在于，包括：确定Buck‑Boost矩阵变换器的优化目标为BBMC输出电压波形的谐波失真度THD、电容电压偏差信号ΔuC和电感电流偏差信号ΔiL和优化对象；根据所述优化目标和所述优化对象，建立多目标优化满意度函数；根据所述多目标优化满意度函数构建果蝇算法的适应度函数；根据所述果蝇算法的适应度函数，对主电路参数和控制参数进行迭代寻优，获得一组最优参数，从而使所述THD、所述ΔuC和所述ΔiL达到协同最优；所述优化对象包括：主电路参数桥臂电感L和电容C、电容电压控制外环中低通滤波器截止频率ωC、PI控制器比例和积分系数kPC、kIC及电感电流控制内环中低通滤波器截止频率ωL、PI控制器比例和积分系数kPL以及kIL；所述根据所述优化目标和所述优化对象，建立多目标优化满意度函数，包括：建立所述THD的满意度函数如下公式(1)：建立所述ΔuC的满意度函数如下公式(2)：建立所述ΔiL的满意度函数如下公式(3)：其中，c1、c2、c3为满意度曲线系数，THD'、ΔuC'、ΔiL'为临界值；所述c1的取值范围为1～5；所述c2的取值范围为0.1～5；所述c3的取值范围为0.1～5；建立所述多目标优化满意度函数，如式(4)所示：f＝k1f1+k2f2+k3f3   (4)其中，k1为所述THD对应的权重系数；k2为所述ΔuC对应的权重系数；k3为所述ΔiL对应的权重系数，且k1+k2+k3＝1；当任一所述优化目标的满意度小于M时，则配置一惩罚因子；其中，所述M为所述优化目标的满意度阈值，所述M的取值范围为：0.5～0.8；所述惩罚因子的取值范围为：0.4～0.6；当全部所述优化目标的满意度大于或等于所述M，则l＝0，所述惩罚因子所述l为加入惩罚因子的个数；当配置所述惩罚因子后，所述多目标优化满意度函数如式(5)所示：所述根据所述多目标优化满意度函数构建果蝇算法的适应度函数，包括：将所述公式(5)作为所述果蝇算法的适应度函数；其中，味道浓度判定值S(i,d)；所述i取值范围为1,2,...sizepop；所述i为果蝇个体编号；所述sizepop为果蝇的种群规模，所述d取1～8，分别表示所述优化对象，所述优化对象包含所述L、所述C、所述ωC、所述kPC、所述kIC、所述ωL、所述kPL和所述kIL；味道浓度Smell表示总满意度f，所述总满意度f的范围为0～1，所述味道浓度Smell与所述总满意度f满足如下公式(6)：所述根据所述果蝇算法的适应度函数，对主电路参数和控制参数进行迭代寻优，获得一组最优参数，包括：步骤4‑1：初始化参数；所述参数包括：种群规模、最大迭代次数、维数和初始化果蝇群体位置；步骤4‑2：配置果蝇个体随机方向和距离，获取第i个所述果蝇的位置；步骤4‑3：获取第i个所述果蝇的味道浓度判定值，得到一组所述优化对象；根据优化对象获得相应的THD、ΔuC和ΔiL；步骤4‑4：调用所述公式(6)，获取第i个所述果蝇的味道浓度；步骤4‑5：判断第i个所述果蝇是否到达果蝇群体上限，若是则执行步骤4‑6，否则执行步骤4‑2；步骤4‑6：在果蝇群体中找出味道浓度最高的果蝇个体作为最优个体，并保留最优果蝇个体的味道浓度和位置；步骤4‑7：采用自适应因子更新果蝇群体的位置；步骤4‑8：获取果蝇群体位置新的味道浓度判定值；步骤4‑9：调用所述公式(6)，获取果蝇群体新的味道浓度；步骤4‑10：判断所述果蝇群体新的味道浓度是否优于上一代所述果蝇群体的味道浓度，若优于则更新果蝇最佳味道浓度和果蝇群体位置坐标，若不满足则返回步骤4‑7；步骤4‑11：重复执行步骤4‑2到步骤4‑10，判断当前迭代次数g是否达到最大迭代次数，若是则保留最佳味道浓度值和果蝇个体的位置，步骤结束，否则迭代次数加1，继续迭代寻优，直到满足结束条件；或，所述根据所述果蝇算法的适应度函数，对主电路参数和控制参数进行迭代寻优，获得一组最优参数，包括：步骤6‑1：建立递减步长因子，如下公式(7)所示：其中，g为当前迭代次数；maxgen为最大迭代次数；步骤6‑2：将所述味道浓度判定值作为自适应因子，如下公式(8)所示；其中，k为调整系数，k∈(0.1,10)，S(bestindex)为果蝇算法中最佳味道浓度值。